KR101193339B1 - Secondary cell system - Google Patents
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Abstract
2차 전지 시스템의 상태(2차 전지의 상태나, 2차 전지 시스템의 이상 등)를, 고정밀도로 검지할 수 있는 2차 전지 시스템을 제공한다. 2차 전지 시스템(6)은, 2차 전지(100)의 축전량(Q)이 변화되었을 때의, 축전량(Q)의 변화량(dQ)에 대한 2차 전지(100)의 전지 전압(V)의 변화량(dV)의 비율인 dV/dQ의 값을 산출하는 dV/dQ 산출 수단을 구비한다. 2차 전지 시스템(6)은, dV/dQ의 값을 이용하여, 2차 전지 시스템(6)의 상태를 검지한다.The secondary battery system which can detect the state (state of a secondary battery, abnormality of a secondary battery system, etc.) of a secondary battery system with high precision is provided. The secondary battery system 6 has a battery voltage V of the secondary battery 100 with respect to the change amount dQ of the electricity storage amount Q when the electricity storage amount Q of the secondary battery 100 is changed. And dV / dQ calculating means for calculating a value of dV / dQ, which is a ratio of the change amount dV of (). The secondary battery system 6 detects the state of the secondary battery system 6 using the value of dV / dQ.
Description
본 발명은, 2차 전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery system.
2차 전지의 상태를 검지하는 2차 전지 시스템으로서, 다양한 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 내지 4에서는, 2차 전지의 전지 전압에 기초하여, 2차 전지의 충전 상태(축전량 또는 SOC)를 검지한다. 이 중, 특허문헌 4에서는, 또한 전지 전압에 기초하여 산출한 SOC(State Of Charge)와, 온도 검출 수단에 의해 검출된 전지 온도에 기초하여 2차 전지의 열화 상태도 검지한다.Various things are proposed as a secondary battery system which detects the state of a secondary battery. For example, in
그러나 특허문헌 1 내지 4에서 제안되어 있는 방법에서는, 축전량의 변화에 수반되는 전지 전압의 변화량이 작은 경우에는, 적절하게 2차 전지의 충전 상태(축전량 또는 SOC)를 검지할 수 없을 우려가 있다. 또한, 이러한 경우 특허문헌 4에서 제안되어 있는 방법에서는, 2차 전지의 열화 상태도 적절하게 검지할 수 없을 우려가 있다.However, in the methods proposed in
또한, 최근 출력 밀도의 변화가 작아, 안정된 출력 특성을 얻을 수 있는 리튬 이온 2차 전지가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 5 참조). 특허문헌 5에서 개시되어 있는 2차 전지는, 이론 전기 용량 전체의 50% 이상의 용량 범위(구체적으로는, SOC 25% 내지 80%에 상당하는 용량 범위)에 걸쳐, 축전량의 변화에 수반되는 전지 전압의 변화량이 매우 작다. 이러한 2차 전지에 대해서는, 특히 2차 전지의 상태(충전 상태나 열화 상태)를 검지할 수 없을 우려가 있었다.Moreover, the lithium ion secondary battery which changes in output density is small recently and can obtain stable output characteristics is proposed (for example, refer patent document 5). The secondary battery disclosed by
본 발명은, 이러한 현상에 비추어 이루어진 것이며, 2차 전지 시스템의 상태(2차 전지의 상태나, 2차 전지 시스템의 이상 등)를, 고정밀도로 검지할 수 있는 2차 전지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of such a phenomenon, and an object is to provide the secondary battery system which can detect the state (state of a secondary battery, abnormality of a secondary battery system, etc.) of a secondary battery system with high precision. It is done.
본 발명의 일 형태는, 2차 전지를 구비하는 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지는, 제1 전극판과 제2 전극판과 세퍼레이터를 갖는 전극체를 구비하고, 상기 제1 전극판은, 충방전에 의해 상 변화를 수반하는 제1 활물질을 포함하고, 상기 제2 전극판은, 2상 공존형의 충방전을 행하는 제2 활물질을 포함하고, 상기 2차 전지 시스템은, 상기 2차 전지의 충방전시에, 상기 2차 전지의 축전량(Q)이 변화되었을 때의, 상기 축전량(Q)의 변화량(dQ)에 대한 상기 2차 전지의 전지 전압(V)의 변화량(dV)의 비율인 dV/dQ의 값을 산출하는 dV/dQ 산출 수단을 구비하고, 상기 축전량(Q)의 값과 상기 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점 또는 상기 전지 전압(V)의 값과 상기 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점을 이용하여, 상기 2차 전지 시스템의 상태를 검지하는 2차 전지 시스템이다.One embodiment of the present invention is a secondary battery system including a secondary battery, wherein the secondary battery includes an electrode body having a first electrode plate, a second electrode plate, and a separator. And a first active material accompanying a phase change by charging and discharging, wherein the second electrode plate includes a second active material which performs charge / discharge of a two-phase coexistence type, and the secondary battery system includes the secondary The amount of change (dV) of the battery voltage V of the secondary battery to the amount of change dQ of the electrical storage amount Q when the electrical storage amount Q of the secondary battery is changed at the time of charging or discharging the battery. And a dV / dQ calculating means for calculating a value of dV / dQ, which is a ratio of h), and a feature point appearing on a Q-dV / dQ curve indicating a relationship between the value of the electric storage amount Q and the value of the dV / dQ. Or 2 using the feature points appearing on the V-dV / dQ curve representing the relationship between the value of the battery voltage V and the value of dV / dQ. It is a secondary battery system which detects the state of a secondary battery system.
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충방전에 의해 상 변화를 수반하는 활물질을 갖는 2차 전지에서는, Q-dV/dQ 곡선 및 V-dV/dQ 곡선 상에, 명확한 특징점(극대점, 극소점 등)이 나타난다. 또한,「충방전에 의해 상 변화를 수반하는 활물질」이라 함은, 충방전의 도중에서 결정 구조가 변화되는 활물질을 말하며, 탄소 재료를 예시할 수 있다. 탄소 재료로서는, 천연 흑연 재료, 인조 흑연 재료(메소카본 마이크로비즈 등), 난(難)흑연화 탄소 재료 등을 예시할 수 있다.
상술한 시스템의 2차 전지는, 제1 전극판이, 충방전에 의해 상 변화를 수반하는 제1 활물질을 포함하고, 제2 전극판이, 2상 공존형의 충방전을 행하는 제2 활물질을 포함하고 있다. 이러한 2차 전지에서는, Q-dV/dQ 곡선 및 V-dV/dQ 곡선 상에, 명확한 특징점(극대점, 극소점 등)이 나타난다. 이로 인해, 상술한 2차 전지 시스템에서는, 이 명확한 특징점을 이용하여, 고정밀도로 2차 전지의 상태를 검지할 수 있다.
또한,「2상 공존형의 충방전을 행하는 제2 활물질」이라 함은, 결정 구조가 다른 2개의 결정이 공존한 상태에서 충방전의 반응이 행해지는 활물질을 말하며, 예를 들어 LiFe(1-X)MXPO4(M은, Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb 중 적어도 어느 하나이며, 0≤X≤0.5)나, LiMn(1-X)MXPO4(M은, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb 중 적어도 어느 하나이며, 0≤X≤0.5)로 나타내어지는 올리빈 구조의 화합물을 들 수 있다.
상술한 2차 전지 시스템에서는, dV/dQ의 값을 이용하여, 2차 전지 시스템의 상태를 검지한다. 상세하게는, Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점 또는 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점을 이용하여, 2차 전지 시스템의 상태를 검지한다. 이에 의해, 2차 전지 시스템의 상태를 고정밀도로 검지할 수 있다.In a secondary battery having an active material with a phase change by charging and discharging, distinct feature points (maximum points, local points, etc.) appear on the Q-dV / dQ curve and the V-dV / dQ curve. In addition, "an active material with a phase change by charging / discharging" means an active material which changes a crystal structure in the middle of charging / discharging, and can illustrate a carbon material. Examples of the carbon material include natural graphite materials, artificial graphite materials (such as mesocarbon microbeads), egg-graphitized carbon materials, and the like.
The secondary battery of the system described above includes a first active material in which the first electrode plate carries a phase change by charge and discharge, and the second electrode plate comprises a second active material in which charge and discharge of a two-phase coexistence type are performed. have. In such a secondary battery, clear feature points (maximum point, minimum point, etc.) appear on the Q-dV / dQ curve and the V-dV / dQ curve. For this reason, in the above-mentioned secondary battery system, the state of a secondary battery can be detected with high precision using this clear characteristic point.
In addition, the "second active material which performs charge / discharge of a two-phase coexistence type" means the active material which charge-discharge reaction is performed in the state which two crystal | crystallization which differs in crystal structure coexists, for example, LiFe (1- X) M X PO 4 (M is at least one of Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb, 0≤X≤0.5) , LiMn (1-X) M X PO 4 (M is at least one of Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb, and 0≤X≤ The compound of the olivine structure shown by 0.5) is mentioned.
In the above-described secondary battery system, the state of the secondary battery system is detected using the value of dV / dQ. In detail, the state of a secondary battery system is detected using the characteristic point shown on a Q-dV / dQ curve, or the characteristic point shown on a V-dV / dQ curve. Thereby, the state of a secondary battery system can be detected with high precision.
또한, 검지 가능한 2차 전지 시스템의 상태로서는, 예를 들어 2차 전지의 상태나, 2차 전지 시스템의 이상 등을 들 수 있다. 2차 전지의 상태로서는, 2차 전지의 충전 상태(축전량이나 SOC)나 열화 상태를 예시할 수 있다. 이 중, 2차 전지의 열화 상태로서는, 예를 들어 전지 용량(만충전 용량)의 저하나, 내부 저항의 상승 등을 들 수 있다. 또한, 2차 전지 시스템의 이상으로서는, 2차 전지의 내부 미단락(微短絡)이나 2차 전지의 접속 불량 등을 예시할 수 있다.Moreover, as a state of a detectable secondary battery system, the state of a secondary battery, the abnormality of a secondary battery system, etc. are mentioned, for example. As a state of a secondary battery, the state of charge (capacity and SOC) and deterioration state of a secondary battery can be illustrated. Among these, as a deteriorated state of a secondary battery, the fall of a battery capacity (full charge capacity), the raise of internal resistance, etc. are mentioned, for example. Moreover, as an abnormality of a secondary battery system, the internal short circuit of a secondary battery, the connection defect of a secondary battery, etc. can be illustrated.
구체적으로는, 축전량(Q)의 변화에 수반되는 전지 전압(V)의 변화량이 작은 범위라도, 축전량(Q)의 변화에 수반되는 dV/dQ의 값의 변화량은 커지는 경향에 있다. 따라서, dV/dQ의 값에 기초하여(상세하게는, Q?dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점 또는 V?dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점을 이용하여), 2차 전지 시스템의 상태 검지를 행함으로써, 고정밀도로 2차 전지 시스템의 상태를 검지할 수 있다. 예를 들어, dV/dQ의 값에 기초하여(상세하게는, Q?dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점 또는 V?dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점을 이용하여), 2차 전지의 상태 검지를 행함으로써, 고정밀도로 2차 전지의 상태(충전 상태나 열화 상태)를 검지할 수 있다. 또한, dV/dQ의 값에 기초하여(상세하게는, Q?dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점 또는 V?dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점을 이용하여), 적절하게 2차 전지 시스템의 이상(2차 전지의 내부 미단락이나 2차 전지의 접속 불량)을 검지할 수 있다.Specifically, even if the amount of change in battery voltage V accompanied by the change in power storage amount Q is small, the amount of change in the value of dV / dQ accompanying the change in power storage amount Q tends to increase. Therefore, the state detection of the secondary battery system is performed based on the value of dV / dQ (in detail, using a feature point appearing on a Q? DV / dQ curve or a feature point appearing on a V? DV / dQ curve). By doing so, the state of the secondary battery system can be detected with high accuracy. For example, based on the value of dV / dQ (in detail, using a feature point appearing on a Q? DV / dQ curve or a feature point appearing on a V? DV / dQ curve), the state of the secondary battery is detected. By doing so, the state (charge state or deteriorated state) of the secondary battery can be detected with high accuracy. Also, based on the value of dV / dQ (in detail, using a feature point appearing on a Q? DV / dQ curve or a feature point appearing on a V? DV / dQ curve), an abnormality of the secondary battery system ( Internal short circuit of the secondary battery or poor connection of the secondary battery can be detected.
또한, 상기한 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지는, 당해 2차 전지에 관한 상기 축전량(Q)의 값과 상기 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 Q?dV/dQ 곡선 상에 특징점을 갖는 2차 전지 시스템으로 하는 것이 바람직하다.Moreover, it is said secondary battery system, The said secondary battery is a characteristic point on the Q-dV / dQ curve which shows the relationship of the value of the said electrical storage quantity Q with respect to the said secondary battery, and the value of dV / dQ. It is preferable to set it as the secondary battery system which has a.
Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점이라 함은, 극대점, 극소점, 변곡점이다. Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점은 매우 검출하기 쉬우므로, 이 특징점을 이용함으로써 보다 고정밀도로 2차 전지 시스템의 상태를 검지할 수 있다.The characteristic points on the Q-dV / dQ curve are maximum points, minimum points, and inflection points. Since the feature point on the Q-dV / dQ curve is very easy to detect, the state of the secondary battery system can be detected more accurately by using this feature point.
예를 들어, 2차 전지의 축전량을 추정하는 2차 전지 시스템에 있어서, 무언가의 원인에 의해, 실제의 축전량과 추정 축전량 사이에서 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 미리 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점에 있어서의 축전량(Q)의 값[특징 기준값(QK)으로 함]을 시스템에 기억시켜 두고, 특징 기준값(QK)과, 2차 전지 시스템에 있어서 추정된 특징점에 있어서의 축전량(Q)[특징 추정값(QS)]을 대비한다. 특징 기준값(QK)과 특징 추정값(QS)의 차분값을 산출함으로써, 2차 전지 시스템의 추정 어긋남을 파악할 수 있다. 이로 인해, 예를 들어 추정된 추정 축전량을, 상기 차분값으로 보정함으로써, 정밀도가 높은 축전량(Q)을 검지할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점을 이용함으로써, 전지 용량(만충전 용량)의 저하를 고정밀도로 검출할 수 있다.For example, in the secondary battery system which estimates the electrical storage amount of a secondary battery, a deviation may arise between an actual electrical storage amount and an estimated electrical storage amount by some cause. Therefore, in the system, the value of the electrical storage amount Q (which is referred to as the characteristic reference value QK) at the characteristic point on the Q-dV / dQ curve is stored in the system in advance, and the characteristic reference value QK and the secondary battery system The power storage amount Q (feature estimation value QS) at the estimated feature point is compared. By calculating the difference value between the feature reference value QK and the feature estimate value QS, the estimated deviation of the secondary battery system can be grasped. Thus, for example, by accumulating the estimated estimated power storage amount with the difference value, the power storage amount Q with high accuracy can be detected. In addition, the fall of battery capacity (full charge capacity) can be detected with high precision by using the characteristic point on a Q-dV / dQ curve as mentioned later.
또한, 상기 어느 하나의 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지는, 당해 2차 전지에 관한 상기 전지 전압(V)의 값과 상기 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 V-dV/dQ 곡선 상에 특징점을 갖는 2차 전지 시스템으로 하는 것이 바람직하다.Moreover, in any one of said secondary battery systems, said secondary battery is on the V-dV / dQ curve which shows the relationship of the value of the said battery voltage (V) and the value of said dV / dQ regarding the said secondary battery. It is preferable to set it as the secondary battery system which has a characteristic point in.
V-dV/dQ 곡선 상의 특징점이라 함은, 극대점, 극소점, 변곡점이다. V-dV/dQ 곡선 상의 특징점은 매우 검출하기 쉬우므로, 이 특징점을 이용함으로써 고정밀도로 2차 전지의 상태를 검지할 수 있다.The characteristic points on the V-dV / dQ curve are maximum points, minimum points, and inflection points. Since the feature point on the V-dV / dQ curve is very easy to detect, the state of the secondary battery can be detected with high accuracy by using this feature point.
구체적으로는, 예를 들어 후술하는 바와 같이, V-dV/dQ 곡선 상의 특징점을 이용함으로써, 2차 전지의 내부 저항의 상승을 고정밀도로 검출할 수 있다.Specifically, for example, as described later, an increase in the internal resistance of the secondary battery can be detected with high accuracy by using a feature point on the V-dV / dQ curve.
또한, 상기한 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지 시스템은, 상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 및 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 중 적어도 어느 하나에 대해 판단하고, 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 값, 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값 또는 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값에 기초하여, 상기 2차 전지 시스템의 상태를 검지하는 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.In addition, the secondary battery system is the above-described secondary battery system, the secondary battery system, based on the value of the dV / dQ, whether the secondary battery has reached a state corresponding to the feature point on the Q-dV / dQ curve and At least one of whether or not the secondary battery has reached a state corresponding to a feature point on the V-dV / dQ curve is determined, and the amount of power storage Q at the feature point on the Q-dV / dQ curve is determined. A plurality of feature points present on the V-dV / dQ curve or the difference value of the power storage amount Q at two specific feature points selected from a value, a plurality of feature points present on the Q-dV / dQ curve. What is necessary is just to set it as the secondary battery system which detects the state of the said secondary battery system based on the difference value of the said battery voltage V in the specific 2 characteristic points selected from the above.
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또한, 상기 어느 하나의 2차 전지 시스템이며, 상기 제2 활물질은, LiFe(1-X)MXPO4(M은, Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb 중 적어도 어느 하나이며, 0≤X≤0.5)이고, 상기 제1 활물질은 탄소 재료인 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.Further, any one of a secondary battery system, and the second active material, LiFe (1- X) M X PO 4 (M is, Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, At least one of Al, Ga, Mg, B, and Nb, and 0 ≦ X ≦ 0.5), and the first active material may be a secondary battery system made of a carbon material.
제1 활물질로서 탄소 재료를 사용하고, 제2 활물질로서 LiFe(1-X)MXPO4 를 사용한 2차 전지에서는, 3.4V 부근의 전지 전압으로, 이론 전기 용량의 약 80%에 상당하는 전기량을 충방전할 수 있다. 따라서, 상술한 2차 전지 시스템에서는, 이론 전기 용량의 80% 정도의 용량 범위에 걸쳐, 3.4V 정도의 비교적 높은 전지 전압으로 충방전시킬 수 있으므로, 높은 출력을 안정적으로 얻을 수 있다.In a secondary battery using a carbon material as the first active material and using LiFe (1-X) M X PO 4 as the second active material, a battery voltage of about 3.4 V and corresponding to about 80% of the theoretical electric capacity Can charge and discharge. Therefore, in the above-described secondary battery system, the battery can be charged and discharged at a relatively high battery voltage of about 3.4V over a capacity range of about 80% of the theoretical electric capacity, so that a high output can be obtained stably.
그런데, 이론 전기 용량의 80% 정도의 넓은 용량 범위에 걸쳐, 전지 전압의 변동이 작은 2차 전지의 경우, 전지 전압에 기초하여 2차 전지의 상태(충전 상태나 열화 상태)를 검지하는 방법에서는, 적절하게 2차 전지의 상태를 검지할 수 없을 우려가 있다. 그러나 상술한 2차 전지 시스템에서는, 전술한 바와 같이 dV/dQ의 값에 기초하여 2차 전지의 상태를 검지하므로, 고정밀도로 2차 전지의 상태를 검지할 수 있다.By the way, in the case of a secondary battery having a small variation in battery voltage over a wide capacity range of about 80% of the theoretical capacitance, the method of detecting the state (charge state or deterioration state) of the secondary battery based on the battery voltage There is a possibility that the state of the secondary battery cannot be properly detected. However, in the above-described secondary battery system, as described above, since the state of the secondary battery is detected based on the value of dV / dQ, the state of the secondary battery can be detected with high accuracy.
또한, 상기 어느 하나의 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지의 축전량(Q)을 추정하는 축전량 추정 수단과, 상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가, 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단과, 상기 추정된 축전량(Q)을 보정하는 축전량 보정 수단을 구비하고, 상기 축전량 보정 수단은, 미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 특징점에 있어서의 축전량(Q)의 값인 특징 기준값으로부터, 상기 판단 수단에 의해 상기 2차 전지가 상기 특징점에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단되었을 때에 상기 축전량 추정 수단에 의해 추정된 상기 2차 전지의 축전량(Q)의 값인 특징 추정값을 뺀 차분값에 의해, 상기 추정된 축전량(Q)을 보정하는 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.In addition, according to any one of the above secondary battery systems, the secondary battery is based on the electric storage amount estimating means for estimating the electric storage amount Q of the secondary battery and the value of the dV / dQ. determining means for determining whether a state corresponding to the feature point indicated on the dV / dQ curve has been reached; and power storage amount correcting means for correcting the estimated power storage amount Q; The electrical storage amount when the secondary battery has reached the state corresponding to the characteristic point by the determining means from the characteristic reference value which is the value of the electrical storage amount Q at the characteristic point stored in the secondary battery system; What is necessary is just to set it as the secondary battery system which correct | amends the estimated electrical storage quantity Q by the difference value which subtracted the characteristic estimation value which is the value of the electrical storage quantity Q of the said secondary battery estimated by the estimation means.
2차 전지의 축전량(Q)을 추정하는 2차 전지 시스템에 있어서, 무언가의 원인에 의해, 실제의 축전량과 추정 축전량 사이에서 어긋남이 발생하는 경우가 있다.In the secondary battery system for estimating the electrical storage amount Q of the secondary battery, a deviation may occur between the actual electrical storage amount and the estimated electrical storage amount due to something.
이에 대해, 상술한 2차 전지 시스템에서는, dV/dQ의 값을 이용하여, 추정된 축전량(Q)을 보정한다. 구체적으로는, 예를 들어 미리 전술한 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점에 있어서의 축전량(Q)의 값[특징 기준값(QK)으로 함]을 시스템에 기억시켜 두고, 특징 기준값(QK)과, 2차 전지 시스템에 있어서 추정된 특징점에 있어서의 축전량(Q)[특징 추정값(QS)로 함]을 대비한다. 그리고 특징 기준값(QK)과 특징 추정값(QS)의 차분값을 산출함으로써, 2차 전지 시스템의 추정 어긋남을 검출할 수 있다. 따라서, 축전량 추정 수단에 의해 추정된 추정 축전량을, 상기 차분값으로 보정함으로써, 정밀도가 높은 축전량(Q)을 검지할 수 있다.In contrast, in the above-described secondary battery system, the estimated power storage amount Q is corrected using the value of dV / dQ. Specifically, for example, the system stores the value of the electrical storage amount Q (which is referred to as the characteristic reference value QK) at the characteristic point on the Q-dV / dQ curve described above in advance in the system. The power storage amount Q (which is referred to as the feature estimation value QS) at the estimated feature point in the secondary battery system is compared. And by calculating the difference value of the characteristic reference value QK and the characteristic estimation value QS, the estimated shift | offset | difference of a secondary battery system can be detected. Therefore, by accumulating the estimated electrical storage amount estimated by the electrical storage amount estimation means by the said difference value, high electrical storage quantity Q can be detected.
이와 같이, 상술한 2차 전지 시스템에서는, 높은 정밀도로 축전량(Q)을 검지할 수 있다.In this manner, in the above-described secondary battery system, the electrical storage amount Q can be detected with high accuracy.
또한, 상기 어느 하나의 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지의 열화를 검지하는 열화 검지 수단과, 상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 및 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 중 적어도 어느 하나에 대해 판단하는 판단 수단을 구비하고, 상기 열화 검지 수단은, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값이, 미리 설정한 기준 차분값보다도 작은 경우에, 또는 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값이, 미리 설정한 기준 차분값보다도 큰 경우에, 상기 2차 전지가 열화되어 있다고 판단하는 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.Further, in any one of the above secondary battery systems, the secondary battery is placed on the Q-dV / dQ curve based on deterioration detection means for detecting deterioration of the secondary battery and the value of dV / dQ. Determination means for judging at least one of whether a state corresponding to a feature point that appears and whether or not the secondary battery has reached a state corresponding to a feature point that appears on the V-dV / dQ curve are provided; In the deterioration detection means, the difference value of the power storage amount Q at two specific feature points selected from a plurality of feature points present on the Q-dV / dQ curve determined by the determination means is set in advance. The former at two specific points selected from a plurality of feature points present on the V-dV / dQ curve when smaller than a reference difference value or determined by the judging means; The difference value of the voltage (V), may be a secondary battery system that determines that a larger than the reference difference value if a previously set, the secondary battery is deteriorated.
상술한 2차 전지 시스템에서는, dV/dQ의 값을 이용하여 2차 전지의 열화를 검지한다. 또한, 2차 전지의 열화로서는, 예를 들어 전지 용량(만충전 용량)의 저하나, 내부 저항의 상승 등을 들 수 있다.In the above-mentioned secondary battery system, deterioration of a secondary battery is detected using the value of dV / dQ. Moreover, as deterioration of a secondary battery, the fall of a battery capacity (full charge capacity), an increase of internal resistance, etc. are mentioned, for example.
구체적으로는, 본 발명자는 2차 전지의 전지 용량(만충전 용량)이 저하됨에 따라서, 전술한 Q-dV/dQ 곡선에 있어서, 각 특징점(극대점, 극소점 등)에 대응하는 축전량(Q)의 차분값(ΔQ)이 작아져 가는 특성을 발견하였다. 이 특성을 이용하여, 예를 들어 차분값(ΔQ)에 기초하여, 전지 용량(만충전 용량)의 저하를 검지할 수 있다.Specifically, the inventors of the present invention show that as the battery capacity (full charge capacity) of the secondary battery is lowered, the storage capacity (Q) corresponding to each characteristic point (maximum point, minimum point, etc.) in the Q-dV / dQ curve described above. The characteristic that the difference value (DELTA) Q of () becomes small was discovered. By using this characteristic, the fall of a battery capacity (full charge capacity) can be detected based on difference value (DELTA) Q, for example.
또한, 본 발명자는, 2차 전지의 내부 저항이 상승함에 따라서, 전술한 V-dV/dQ 곡선에 있어서, 각 특징점(극대점, 극소점 등)에 대응하는 전지 전압(V)의 차분값(ΔV)이 커져 가는 특성을 발견하였다. 이 특성을 이용하여, 예를 들어 차분값(ΔV)에 기초하여, 2차 전지의 내부 저항의 상승을 검지할 수 있다.In addition, the present inventors, as the internal resistance of the secondary battery rises, in the above-described V-dV / dQ curve, the difference value (ΔV) of the battery voltage (V) corresponding to each feature point (maximum point, minimum point, etc.) Found a growing characteristic. Using this characteristic, an increase in the internal resistance of the secondary battery can be detected based on, for example, the difference value ΔV.
또한, 상기한 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지 시스템은, 상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단을 구비하고, 상기 열화 검지 수단은, 상기 2차 전지의 전지 용량의 저하를 검지하는 용량 저하 검지 수단을 포함하고, 상기 용량 저하 검지 수단은, 미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 Q?dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값인 상기 기준 차분값이며, 초기 상태의 상기 2차 전지에 관한 상기 기준 차분값과, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값인 실측 차분값을 대비하여, 상기 실측 차분값이 상기 기준 차분값보다도 작은 경우에, 상기 2차 전지의 전지 용량이 저하되어 있다고 판단하는 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.Moreover, it is said secondary battery system and based on the value of said dV / dQ, the said secondary battery system has reached | attained the state corresponding to the characteristic point shown on the said Q-dV / dQ curve by the said secondary battery. And deciding means for judging whether the deterioration detecting means includes a lowering capacity detecting means for detecting a lowering of the battery capacity of the secondary battery, and the lowering capacity detecting means is previously provided to the secondary battery system. The reference difference value which is a difference value of the power storage amount Q at the two feature points on the Q? DV / dQ curve stored, the reference difference value for the secondary battery in an initial state, and the When the measured difference value is smaller than the reference difference value in contrast to the measured difference value that is the difference value of the power storage amount Q at the two feature points on the Q-dV / dQ curve judged by the determination means. On, May be a secondary battery system determines that the battery capacity of the secondary battery group is lowered.
전술한 바와 같이, 2차 전지의 전지 용량(만충전 용량)이 저하됨에 따라서, Q-dV/dQ 곡선에 있어서, 각 특징점(극대점, 극소점 등)에 대응하는 축전량(Q)의 차분값(ΔQ)이 작아져 간다. 이 특성을 이용하여, 예를 들어 Q-dV/dQ 곡선에 있어서의 차분값(ΔQ)에 기초하여, 전지 용량(만충전 용량)의 저하를 검지할 수 있다.As described above, as the battery capacity (full charge capacity) of the secondary battery is lowered, the difference value of the electric storage amount Q corresponding to each characteristic point (maximum point, local minimum point, etc.) in the Q-dV / dQ curve. (ΔQ) decreases. By using this characteristic, the fall of a battery capacity (full charge capacity) can be detected, for example based on the difference value (DELTA Q) in a Q-dV / dQ curve.
구체적으로는, 예를 들어 미리 열화 전(초기 상태)의 2차 전지에 대해 취득한 Q-dV/dQ 곡선에 있어서, 어떤 특징점 A에 대응하는 축전량과 다른 특징점 C에 대응하는 축전량의 차분값(ΔQ)[기준 차분값(ΔQK)으로 함]을 산출하고, 이 기준 차분값(ΔQK)을 시스템에 기억시켜 둔다. 그리고 2차 전지 시스템에 있어서, 소정 시간마다 차분값(ΔQ)[실측 차분값(ΔQS)으로 함]을 산출하고, 이 실측 차분값(ΔQS)과 기준 차분값(ΔQK)을 대비한다.Specifically, for example, in a Q-dV / dQ curve acquired for a secondary battery before deterioration (initial state), the difference value between the storage value corresponding to a certain feature point A and the storage value corresponding to another feature point C (ΔQ) (referred to as the reference difference value ΔQK) is calculated, and the reference difference value ΔQK is stored in the system. In the secondary battery system, a difference value ΔQ (a measured difference value ΔQS) is calculated every predetermined time, and the measured difference value ΔQS and the reference difference value ΔQK are compared.
실측 차분값(ΔQS)이, 기준 차분값(ΔQK)보다도 작은 경우에는, 2차 전지의 용량 저하가 발생되어 있다고 판단할 수 있다. 또한, 기준 차분값(ΔQK)과 실측 차분값(ΔQS)의 대비에 의해, 2차 전지의 용량 저하의 정도를 추정할 수도 있다. 또한, 추정한 용량 저하의 정도에 기초하여, 시스템에 의해 추정된 축전량(Q)을 보정하는 것도 가능하다.When the measured difference DELTA QS is smaller than the reference difference DELTA QK, it can be determined that the capacity decrease of the secondary battery has occurred. Moreover, the degree of the capacity | capacitance fall of a secondary battery can also be estimated by the comparison of a reference difference value (DELTA QK) and the measured difference value (DELTA QS). In addition, it is also possible to correct the power storage amount Q estimated by the system based on the estimated degree of capacity drop.
또한, 상기 어느 하나의 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지 시스템은, 상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단을 구비하고, 상기 열화 검지 수단은, 상기 2차 전지의 내부 저항의 상승을 검지하는 저항 상승 검지 수단을 포함하고, 상기 저항 상승 검지 수단은, 미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값인 기준 차분값이며, 초기 상태의 상기 2차 전지에 관한 상기 기준 차분값과, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값인 실측 차분값을 대비하여, 상기 실측 차분값이 상기 기준 차분값보다도 큰 경우에, 상기 2차 전지의 내부 저항이 상승하고 있다고 판단하는 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.The secondary battery system may be any one of the above-described secondary battery systems, and the secondary battery system may be in a state corresponding to a feature point in which the secondary battery appears on the V-dV / dQ curve based on the value of dV / dQ. Determination means for determining whether it has reached, wherein the deterioration detection means includes resistance increase detection means for detecting an increase in the internal resistance of the secondary battery, and the resistance rise detection means includes the secondary battery in advance. A reference difference value that is a difference value of the battery voltage V at the two feature points on the V-dV / dQ curve stored in the system, and the reference difference value for the secondary battery in an initial state; The measured difference value is larger than the reference difference value in contrast to the measured difference value that is the difference value of the battery voltage V at the two feature points on the V-dV / dQ curve determined by the determination means. In this case, the secondary battery system may determine that the internal resistance of the secondary battery is rising.
전술한 바와 같이, 2차 전지의 내부 저항이 상승함에 따라서, V-dV/dQ 곡선에 있어서, 각 특징점(극대점, 극소점 등)에 대응하는 전지 전압(V)의 차분값(ΔV)이 커져 간다. 이 특성을 이용하여, 예를 들어 V-dV/dQ 곡선에 있어서의 차분값(ΔV)에 기초하여, 2차 전지의 내부 저항의 상승을 검지할 수 있다.As described above, as the internal resistance of the secondary battery increases, the difference value ΔV of the battery voltage V corresponding to each characteristic point (maximum point, local minimum point, etc.) increases in the V-dV / dQ curve. Goes. By using this characteristic, the increase of the internal resistance of a secondary battery can be detected based on the difference value (DELTA) V in a V-dV / dQ curve, for example.
구체적으로는, 예를 들어 미리 열화 전(초기 상태)의 2차 전지에 대해 취득한 V-dV/dQ 곡선에 있어서, 어떤 특징점 D에 대응하는 전지 전압과 다른 특징점 E에 대응하는 전지 전압의 차분값(ΔV)[기준 차분값(ΔVK)으로 함]을 산출하고, 이 기준 차분값(ΔVK)을 시스템에 기억시켜 둔다. 그리고 2차 전지 시스템에 있어서, 소정 시간마다 차분값(ΔV)[실측 차분값(ΔVS)으로 함]을 산출하고, 이 실측 차분값(ΔVS)과 기준 차분값(ΔVK)을 대비한다.Specifically, for example, in the V-dV / dQ curve acquired for the secondary battery before deterioration (initial state), the difference value between the battery voltage corresponding to a certain feature point D and the battery voltage corresponding to another feature point E (ΔV) (referred to as the reference difference value ΔVK) is calculated, and the reference difference value ΔVK is stored in the system. In the secondary battery system, the difference value ΔV (measured as the measured difference value ΔVS) is calculated every predetermined time, and the measured difference value ΔVS is compared with the reference difference value ΔVK.
실측 차분값(ΔVS)이, 기준 차분값(ΔVK)보다도 큰 경우에는, 2차 전지의 내부 저항이 상승하고 있다고 판단할 수 있다. 또한, 기준 차분값(ΔVK)과 실측 차분값(ΔVS)의 대비에 의해 내부 저항의 상승의 정도를 추정할 수도 있다. 또한, 추정한 내부 저항의 상승의 정도에 기초하여, 시스템에 의해 추정된 축전량(Q)을 보정하는 것도 가능하다.When the measured difference value ΔVS is larger than the reference difference value ΔVK, it can be determined that the internal resistance of the secondary battery is rising. Further, the degree of increase in the internal resistance can also be estimated by comparing the reference difference value? VK and the measured difference value? VS. It is also possible to correct the power storage amount Q estimated by the system based on the estimated degree of increase in the internal resistance.
또한, 상기 어느 하나의 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지 시스템의 이상을 검지하는 이상 검지 수단과, 상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 및 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 중 적어도 어느 하나에 대해 판단하는 판단 수단을 구비하고, 상기 이상 검지 수단은, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값이, 미리 설정한 기준 차분값보다도 작고 또한 소정의 임계값보다도 작은 경우에, 또는 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값이, 미리 설정한 기준 차분값보다도 크고 또한 소정의 임계값보다도 큰 경우에, 상기 2차 전지 시스템이 이상이라고 판단하는 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.The secondary battery is any one of the above secondary battery systems, and on the basis of the Q-dV / dQ curve, the secondary battery has an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the secondary battery system and the value of dV / dQ. Determination means for judging at least one of whether a state corresponding to the feature point shown in Fig. 2 has been reached and whether the secondary battery has reached a state corresponding to the feature point shown on the V-dV / dQ curve; In the abnormality detecting means, a difference value of the power storage amount Q at two specific feature points selected from a plurality of feature points present on the Q-dV / dQ curve determined by the determining means is set in advance. Selected from a plurality of feature points present on the V-dV / dQ curve when smaller than a reference difference value and smaller than a predetermined threshold value or determined by the determination means; The secondary battery system which judges that the said secondary battery system is abnormal, when the difference value of the said battery voltage V in two characteristic points is larger than predetermined reference difference value and larger than predetermined threshold value. You can do it.
상술한 2차 전지 시스템에서는, dV/dQ의 값을 이용하여, 2차 전지 시스템의 이상을 검지한다. 검지 가능한 2차 전지 시스템의 이상으로서는, 예를 들어 2차 전지의 내부 미단락의 발생, 2차 전지의 접속 불량(2차 전지의 외부 단자에 접속하는 케이블의 접속 단자의 접속 불량이나, 2개의 2차 전지의 단자간을 접속하는 접속 부재의 접속 불량 등) 등이 있다.In the above-mentioned secondary battery system, abnormality of a secondary battery system is detected using the value of dV / dQ. As an abnormality of the detectable secondary battery system, for example, occurrence of an internal short circuit of a secondary battery, connection failure of a secondary battery (connection failure of a connection terminal of a cable connected to an external terminal of a secondary battery, or two Poor connection of the connecting member for connecting the terminals of the secondary battery).
구체적으로는, 내부 미단락이 발생한 2차 전지는, 미단락이 발생되어 있지 않은 2차 전지(용량 저하된 2차 전지를 포함함)에 비해, 전술한 Q-dV/dQ 곡선 상의 각 특징점(극대점, 극소점 등)에 대응하는 축전량(Q)의 차분값(ΔQ)이 극단적으로 작아진다. 이 특징을 이용하여, 예를 들어 차분값(ΔQ)이 소정의 임계값[예를 들어, 기준 차분값(ΔQK)의 60%]을 하회한 경우에는, 2차 전지에 내부 미단락이 발생하였다고 판단할 수 있다.Specifically, the secondary battery in which the internal short circuit has occurred is characterized in that each feature point on the Q-dV / dQ curve described above is compared with the secondary battery (including the reduced capacity secondary battery) in which no short circuit has occurred. The difference value ΔQ of the electrical storage amount Q corresponding to the maximum point, the minimum point, etc.) becomes extremely small. By using this feature, for example, when the difference value ΔQ is lower than a predetermined threshold value (eg, 60% of the reference difference value ΔQK), an internal short circuit occurs in the secondary battery. You can judge.
또한, 2차 전지의 접속 불량이 발생되어 있는 경우는, 접속 불량이 없는 경우에 비해, 전술한 V-dV/dQ 곡선 상의 각 특징점(극대점, 극소점 등)에 대응하는 전지 전압(V)의 차분값(ΔV)이 극단적으로 커진다. 이 특징을 이용하여, 예를 들어, 차분값(ΔV)이 소정의 임계값[예를 들어, 기준 차분값(ΔVK)의 3배]을 상회한 경우에는, 접속 불량이 발생하였다고 판단할 수 있다.In addition, when the connection failure of the secondary battery is generated, compared with the case where there is no connection failure, the battery voltage V corresponding to each characteristic point (maximum point, local point, etc.) on the above-described V-dV / dQ curve is The difference value ΔV becomes extremely large. Using this feature, for example, when the difference value ΔV exceeds a predetermined threshold value (for example, three times the reference difference value ΔVK), it can be determined that a connection failure has occurred. .
또한, 상기한 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지 시스템은, 상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단을 구비하고, 상기 이상 검지 수단은, 상기 2차 전지의 미단락을 검지하는 미단락 검지 수단을 포함하고, 상기 미단락 검지 수단은, 미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값인 상기 기준 차분값이며, 초기 상태의 상기 2차 전지에 관한 상기 기준 차분값과, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값인 실측 차분값을 대비하여, 상기 실측 차분값이, 상기 기준 차분값보다도 작고 또한 소정의 임계값보다도 작은 경우에, 상기 2차 전지에 미단락이 발생되어 있다고 판단하는 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.Moreover, it is said secondary battery system and based on the value of said dV / dQ, the said secondary battery system has reached | attained the state corresponding to the characteristic point shown on the said Q-dV / dQ curve by the said secondary battery. Determination means for judging whether or not, the abnormality detection means includes non-short detection means for detecting the short-circuit of the secondary battery, and the non-short detection means is stored in the secondary battery system in advance. The reference difference value which is the difference value of the power storage amount Q in the two feature points on the Q-dV / dQ curve, and the reference difference value for the secondary battery in an initial state, and the determination means. The measured difference value is smaller than the reference difference value and is smaller than the reference difference value in contrast to the measured difference value that is the difference value of the power storage amount Q at the two feature points on the Q-dV / dQ curve determined by. Than the threshold of Even if it is small, what is necessary is just to set it as the secondary battery system which judges that the short circuit has generate | occur | produced in the said secondary battery.
전술한 바와 같이, 내부 미단락이 발생한 2차 전지는, 미단락이 발생되어 있지 않은 2차 전지(용량 저하된 2차 전지를 포함함)에 비해, Q-dV/dQ 곡선 상의 각 특징점(극대점, 극소점 등)에 대응하는 축전량(Q)의 차분값(ΔQ)이 극단적으로 작아진다. 이 특징을 이용하여, 예를 들어 차분값(ΔQ)에 기초하여 내부 미단락을 검지할 수 있다.As described above, the secondary battery in which the internal short circuit has occurred has a characteristic point (maximum point) on the Q-dV / dQ curve as compared with the secondary battery in which no short circuit has occurred (including the reduced secondary battery). (Minimum point, etc.), the difference value ΔQ of the electrical storage amount Q is extremely small. Using this feature, the internal short circuit can be detected based on the difference value ΔQ, for example.
구체적으로는, 예를 들어 미리 미단락이 발생되어 있지 않은(초기 상태의) 2차 전지에 대해 취득한 Q-dV/dQ 곡선에 있어서, 어떤 특징점 A에 대응하는 축전량과 다른 특징점 C에 대응하는 축전량의 차분값(ΔQ)[기준 차분값(ΔQK)으로 함]을 산출하고, 이 기준 차분값(ΔQK)을 시스템에 기억시켜 둔다. 그리고 2차 전지 시스템에 있어서, 소정 시간마다 차분값(ΔQ)[실측 차분값(ΔQS)으로 함]을 산출하고, 이 실측 차분값(ΔQS)과 기준 차분값(ΔQK)을 대비한다. 실측 차분값(ΔQS)이 소정의 임계값[예를 들어, 기준 차분값(ΔQK)의 60%에 상당하는 값]을 하회한 경우에는, 2차 전지에 내부 미단락이 발생하였다고 판단할 수 있다. 이 경우, 2차 전지가 이상인 취지의 신호를 출력하여, 2차 전지의 교환을 재촉할 수도 있다.Specifically, for example, in a Q-dV / dQ curve obtained for a secondary battery in which no short-circuit has not occurred in advance (in an initial state), the amount of power storage corresponding to a certain feature point A corresponds to a different feature point C. The difference value ΔQ (set as the reference difference value ΔQK) of the power storage amount is calculated, and the reference difference value ΔQK is stored in the system. In the secondary battery system, a difference value ΔQ (a measured difference value ΔQS) is calculated every predetermined time, and the measured difference value ΔQS and the reference difference value ΔQK are compared. When the measured difference value ΔQS is lower than a predetermined threshold value (for example, a value corresponding to 60% of the reference difference value ΔQK), it can be determined that an internal short circuit has occurred in the secondary battery. . In this case, a signal indicating that the secondary battery is abnormal may be output to prompt replacement of the secondary battery.
또한, 상기 어느 하나의 2차 전지 시스템이며, 상기 2차 전지 시스템은, 상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단을 구비하고, 상기 이상 검지 수단은, 상기 2차 전지의 접속 불량을 검지하는 접속 불량 검지 수단을 포함하고, 상기 접속 불량 검지 수단은, 미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값인 기준 차분값이며, 초기 상태의 상기 2차 전지에 관한 상기 기준 차분값과, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값인 실측 차분값을 대비하여, 상기 실측 차분값이, 상기 기준 차분값보다도 크고 또한 소정의 임계값보다도 큰 경우에, 상기 2차 전지의 접속 불량이 발생되어 있다고 판단하는 2차 전지 시스템으로 하면 좋다.The secondary battery system may be any one of the above-described secondary battery systems, and the secondary battery system may be in a state corresponding to a feature point in which the secondary battery appears on the V-dV / dQ curve based on the value of dV / dQ. And determining means for determining whether or not it has arrived, wherein the abnormality detection means includes connection failure detection means for detecting connection failure of the secondary battery, and the connection failure detection means is previously provided to the secondary battery system. It is a reference difference value which is a difference value of the said battery voltage (V) in the said two characteristic points on the said V-dV / dQ curve stored, The said reference difference value about the said secondary battery of an initial state, and the said determination The measured difference value is larger than the reference difference value in contrast to the measured difference value that is the difference value of the battery voltage V at the two feature points on the V-dV / dQ curve determined by the means. If a larger than the predetermined threshold value, may be a secondary battery system determines that the connection failure of the secondary battery is generated.
전술한 바와 같이, 2차 전지의 접속 불량이 발생되어 있는 경우는, 접속이 정상인 경우에 비해, 전술한 V-dV/dQ 곡선의 각 특징점(극대점, 극소점 등)에 대응하는 전지 전압(V)의 차분값(ΔV)이 극단적으로 커진다. 이 특징을 이용하여, 예를 들어 차분값(ΔV)이 소정의 임계값을 상회한 경우에는, 접속 불량이 발생하였다고 판단할 수 있다.As described above, when the connection failure of the secondary battery occurs, the battery voltage (V) corresponding to each characteristic point (maximum point, minimum point, etc.) of the above-described V-dV / dQ curve is higher than when the connection is normal. ), The difference value ΔV becomes extremely large. Using this feature, for example, when the difference value ΔV exceeds a predetermined threshold value, it can be determined that a connection failure has occurred.
구체적으로는, 예를 들어 미리 접속 불량이 없는 상태에서 초기 상태의 2차 전지에 대해 취득한 V-dV/dQ 곡선에 있어서, 어떤 특징점 D에 대응하는 전지 전압과 다른 특징점 E에 대응하는 전지 전압의 차분값(ΔV)[기준 차분값(ΔVK)으로 함]을 산출하고, 이 기준 차분값(ΔVK)을 시스템에 기억시켜 둔다. 그리고 2차 전지 시스템에 있어서, 소정 시간마다 차분값(ΔV)[실측 차분값(ΔVS)으로 함]을 산출하고, 이 실측 차분값(ΔVS)과 기준 차분값(ΔVK)을 대비한다. 실측 차분값(ΔVS)이, 소정의 임계값[예를 들어, 기준 차분값(ΔVK)의 3배에 상당하는 값]을 상회한 경우에는, 접속 불량이 발생하였다고 판단할 수 있다. 이 경우, 접속 불량인 취지의 신호를 출력하여, 접속의 확인을 재촉할 수도 있다.Specifically, for example, in the V-dV / dQ curve obtained for the secondary battery in the initial state in the absence of a connection failure in advance, the battery voltage corresponding to a certain feature point D and the battery voltage corresponding to another feature point E are different. The difference value ΔV (which is referred to as the reference difference value ΔVK) is calculated, and the reference difference value ΔVK is stored in the system. In the secondary battery system, the difference value ΔV (measured as the measured difference value ΔVS) is calculated every predetermined time, and the measured difference value ΔVS is compared with the reference difference value ΔVK. When the measured difference value ΔVS exceeds a predetermined threshold value (for example, a value corresponding to three times the reference difference value ΔVK), it can be determined that a connection failure has occurred. In this case, a signal indicating that the connection is defective may be output to prompt confirmation of the connection.
도 1은 제1 실시예에 관한 하이브리드 자동차의 개략도이다.
도 2는 제1 실시예에 관한 2차 전지 시스템의 개략도이다.
도 3은 제1 실시예에 관한 2차 전지의 단면도이다.
도 4는 제1 실시예에 관한 전극체의 단면도이다.
도 5는 제1 실시예에 관한 전극체의 부분 확대 단면도로, 도 4의 B부 확대도에 상당하는 도면이다.
도 6은 정극 활물질의 전위 곡선(vs.Li)을 나타내는 도면이다.
도 7은 부극 활물질의 전위 곡선(vs.Li)을 나타내는 도면이다.
도 8은 2차 전지의 충전 특성도이다.
도 9는 2차 전지의 Q-dV/dQ 곡선을 나타내는 도면이다.
도 10은 제1 실시예에 관한 2차 전지의 상태 검지의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 제2 실시예에 관한 2차 전지 시스템의 개략도이다.
도 12는 제2 실시예 및 제1 비교예의 상태 검지 정밀도를 비교하는 도면이다.
도 13은 용량 저하된 2차 전지의 Q-dV/dQ 곡선을 나타내는 도면이다.
도 14는 초기 상태의 2차 전지의 Q-dV/dQ 곡선을 나타내는 도면이다.
도 15는 전지 용량(만충전 용량)과 ΔQ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 제3 실시예에 관한 2차 전지 시스템의 개략도이다.
도 17은 제3 실시예에 관한 2차 전지의 상태 검지 처리의 메인 루틴이다.
도 18은 제3 실시예에 관한 2차 전지의 상태 검지 처리의 서브 루틴이다.
도 19는 내부 저항이 상승한 2차 전지의 V-dV/dQ 곡선을 나타내는 도면이다.
도 20은 초기 상태의 2차 전지의 V-dV/dQ 곡선을 나타내는 도면이다.
도 21은 내부 저항(mΩ)과 ΔV의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 22는 제4 실시예에 관한 2차 전지 시스템의 개략도이다.
도 23은 제4 실시예에 관한 2차 전지의 상태 검지 처리의 메인 루틴이다.
도 24는 제4 실시예에 관한 2차 전지의 상태 검지 처리의 서브 루틴이다.
도 25는 정극 단자와 케이블의 접속을 설명하는 도면이다.
도 26은 2차 전지의 V-dV/dQ 곡선을 나타내는 도면이다.1 is a schematic diagram of a hybrid vehicle according to a first embodiment.
2 is a schematic diagram of a secondary battery system according to a first embodiment.
3 is a cross-sectional view of a secondary battery according to the first embodiment.
4 is a sectional view of an electrode body according to the first embodiment.
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the electrode body according to the first embodiment, which corresponds to an enlarged view of portion B of FIG. 4.
6 is a diagram showing a potential curve vs. Li of a positive electrode active material.
7 is a diagram showing a potential curve vs. Li of a negative electrode active material.
8 is a charging characteristic diagram of a secondary battery.
9 is a diagram showing a Q-dV / dQ curve of a secondary battery.
10 is a flowchart showing the flow of state detection of the secondary battery according to the first embodiment.
11 is a schematic diagram of a secondary battery system according to a second embodiment.
It is a figure which compares the state detection precision of a 2nd Example and a 1st comparative example.
It is a figure which shows the Q-dV / dQ curve of the secondary battery with reduced capacity.
It is a figure which shows the Q-dV / dQ curve of the secondary battery of an initial state.
15 is a graph showing the relationship between the battery capacity (full charge capacity) and ΔQ.
16 is a schematic diagram of a secondary battery system according to a third embodiment.
17 is a main routine of state detection processing of the secondary battery according to the third embodiment.
18 is a subroutine of state detection processing of a secondary battery according to the third embodiment.
It is a figure which shows the V-dV / dQ curve of the secondary battery which the internal resistance rose.
20 is a diagram showing a V-dV / dQ curve of a secondary battery in an initial state.
21 is a graph showing the relationship between the internal resistance (mΩ) and ΔV.
22 is a schematic diagram of a secondary battery system according to a fourth embodiment.
23 is a main routine of state detection processing of the secondary battery according to the fourth embodiment.
24 is a subroutine of state detection processing of a secondary battery according to the fourth embodiment.
It is a figure explaining the connection of a positive electrode terminal and a cable.
It is a figure which shows the V-dV / dQ curve of a secondary battery.
(제1 실시예)(First embodiment)
다음에, 본 발명의 제1 실시예에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
하이브리드 자동차(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 차체(2), 엔진(3), 프론트 모터(4), 리어 모터(5), 케이블(7) 및 2차 전지 시스템(6)을 갖고, 엔진(3), 프론트 모터(4) 및 리어 모터(5)의 병용으로 구동하는 하이브리드 자동차이다. 구체적으로는, 이 하이브리드 자동차(1)는 2차 전지 시스템(6)을 프론트 모터(4) 및 리어 모터(5)의 구동용 전원으로 하여, 공지의 수단에 의해 엔진(3), 프론트 모터(4) 및 리어 모터(5)를 사용하여 주행할 수 있도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the
이 중, 본 제1 실시예에 관한 2차 전지 시스템(6)은, 하이브리드 자동차(1)의 차체(2)에 장착되어 있고, 케이블(7)에 의해 프론트 모터(4) 및 리어 모터(5)와 접속되어 있다. 이 2차 전지 시스템(6)은, 도 2에 도시하는 바와 같이 복수의 2차 전지(100)(단전지)를 서로 전기적으로 직렬로 접속한 조전지(10)와, 전압 검지 수단(40)과, 전류 검지 수단(50)과, 전지 컨트롤러(30)를 구비하고 있다. 전지 컨트롤러(30)는 ROM(31), CPU(32), RAM(33) 등을 갖고 있다.Among these, the
전류 검지 수단(50)은, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)를 흐르는 전류값(I)을 검지한다. 또한, 전압 검지 수단(40)은 조전지(10)를 구성하는 각각의 2차 전지(100)에 대해, 전지 전압(V)(단자간 전압)을 검지한다.The current detection means 50 detects the current value I flowing through the
전지 컨트롤러(30)는, 소정 시간(T)마다 전류 검지 수단(50)에 의해 검지된 전류값(I)을 적산하여, 2차 전지(100)의 충전 전기량 또는 방전 전기량을 산출하고, 산출된 충전 전기량 또는 방전 전기량으로부터 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 추정한다. 또한, 전지 컨트롤러(30)는, 전류 적산과 동기시켜, 소정 시간(T)마다 전압 검지 수단(40)에 의해 검지된 각 2차 전지(100)의 전지 전압(V)을 취득한다.The
또한, 전지 컨트롤러(30)는, 2차 전지(100)의 축전량(Q)이 변화되었을 때의, 축전량(Q)의 변화량(dQ)에 대한 2차 전지(100)의 전지 전압(V)의 변화량(dV)의 비율인 dV/dQ의 값을 산출한다. 환언하면, 2차 전지(100)의 충방전시에, 2차 전지(100)의 전지 전압(V)을, 이것에 대응하는 축전량(Q)으로 미분하여, dV/dQ의 값을 산출한다. 구체적으로는, 2차 전지(100)의 충방전시에, 소정 시간(T)마다, 전지 전압(V)과 축전량(Q)을 취득하면서 각 소정 시간(T)마다의 전지 전압(V)의 변화량(dV)과 축전량(Q)의 변화량(dQ)을 산출하고, 이들에 기초하여 소정 시간(T)마다의 dV/dQ의 값을 산출한다.The
또한, 전지 컨트롤러(30)의 ROM(31)에는, 미리 2차 전지(100)에 대해 취득한 축전량(Q)의 값과 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 Q-dV/dQ 곡선(K)(도 9 참조)을 기억시켜 둔다. 또한, Q-dV/dQ 곡선(K) 상의 특징점 A(극대점)에 있어서의 축전량(Q)의 값[특징 기준값(QKA)으로 함]과, 특징점 B(극소점)에 있어서의 축전량(Q)의 값[특징 기준값(QKB)으로 함]과, 특징점 C(극대점)에 있어서의 축전량(Q)의 값[특징 기준값(QKC)으로 함]을, ROM(31)에 기억시켜 둔다.In the
또한, 전지 컨트롤러(30)는, 소정 시간(T)마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 실시간으로 Q-dV/dQ 곡선을 그리고, 이 Q-dV/dQ 곡선과, ROM(31)에 기억되어 있는 Q-dV/dQ 곡선(K)(도 9 참조)의 대비(패턴 매칭)에 의해, 2차 전지(100)가, Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점 A, B, C 중 어느 하나에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다.In addition, the
예를 들어, 특징점 A에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단한 경우는, 특징점 A에 도달하였을 때에 전지 컨트롤러(30)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)[특징 추정값(QSA)로 함]과, ROM(31)에 기억되어 있는 특징 기준값(QKA)을 대비한다. 구체적으로는, 특징 기준값(QKA)으로부터 특징 추정값(QSA)을 뺀 차분값(QKA-QSA)을 산출한다.For example, when it determines with having reached | attained the state corresponding to the characteristic point A, when the characteristic point A is reached, the electrical storage quantity Q of the
이 차분값(QKA-QSA)의 절대값이, 예를 들어 0.1Ah보다도 큰 경우는, 단순한 측정 오차가 아니라, 2차 전지 시스템(6)에 있어서의 축전량의 추정 어긋남으로 간주할 수 있다. 따라서, 본 제1 실시예의 전지 컨트롤러(30)에서는, 차분값의 절대값(|QKA-QSA|)이 0.1Ah보다도 큰 경우는, 차분값(QKA-QSA)만큼 전지 컨트롤러(30)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 보정한다. 구체적으로는, 추정된 축전량(Q)에 차분값(QKA-QSA)을 가산하여, 축전량(Q)을 수정한다. 그 후, 보정한 축전량(Q)에 대해, 충방전에 의해 증감한 전기량을 가감함으로써, 추정 어긋남이 없는 축전량(Q)을 검지할 수 있다.When the absolute value of this difference value QKA-QSA is larger than 0.1 Ah, for example, it can be considered not as a simple measurement error but as the estimated misalignment of the electrical storage amount in the
이와 같이 하여, 본 제1 실시예의 2차 전지 시스템(6)에서는, 고정밀도로 각 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 검지할 수 있다.In this manner, in the
또한, 특징점 B, C에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단한 경우라도, 상술한 특징점 A에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단하였을 때와 마찬가지로 하여, 차분값을 산출하고, 이 차분값에 기초하여 전지 컨트롤러(30)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 보정할 수 있다. 이에 의해, 각 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 고정밀도로 검지할 수 있다.Further, even when it is determined that the state corresponding to the feature points B and C has been reached, the difference value is calculated in the same manner as when it is determined that the state corresponding to the feature point A described above has been reached, and based on the difference value, the battery controller ( The power storage amount Q of the
또한, 본 제1 실시예에서는, 전지 컨트롤러(30)가 dV/dQ 산출 수단, 축전량 추정 수단, 축전량 보정 수단에 상당한다.In the first embodiment, the
2차 전지(100)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 직방체 형상의 전지 케이스(110)와, 정극 단자(120)와, 부극 단자(130)를 구비하는, 각형 밀폐식 리튬 이온 2차 전지이다. 이 중, 전지 케이스(110)는 금속으로 이루어지고, 직방체 형상의 수용 공간을 이루는 각형 수용부(111)와, 금속제의 덮개부(112)를 갖고 있다. 전지 케이스(110)[각형 수용부(111)]의 내부에는, 전극체(150), 정극 집전 부재(122), 부극 집전 부재(132) 등이 수용되어 있다.As shown in FIG. 3, the
전극체(150)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 단면 타원 형상을 이루고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 시트 형상의 정극판(155)(제2 전극판), 부극판(156)(제1 전극판) 및 세퍼레이터(157)를 권회하여 이루어지는 편평형의 권회체이다. 이 전극체(150)는 그 축선 방향(도 3에 있어서 좌우 방향)의 한쪽 단부(도 3에 있어서 우측 단부)에 위치하고, 정극판(155)의 일부만이 스파이럴 형상으로 겹쳐지는 정극 권회부(155b)와, 다른 쪽 단부(도 3에 있어서 좌측 단부)에 위치하고, 부극판(156)의 일부만이 스파이럴 형상으로 겹쳐지는 부극 권회부(156b)를 갖고 있다. 정극판(155)에는 정극 권회부(155b)를 제외한 부위에, 정극 활물질(153)(제2 활물질)을 포함하는 정극 합재(152)가 도포 시공되어 있다(도 5 참조). 마찬가지로, 부극판(156)에는, 부극 권회부(156b)를 제외한 부위에, 부극 활물질(154)(제1 활물질)을 포함하는 부극 합재(159)가 도포 시공되어 있다(도 5 참조). 정극 권회부(155b)는, 정극 집전 부재(122)를 통해 정극 단자(120)에 전기적으로 접속되어 있다. 부극 권회부(156b)는, 부극 집전 부재(132)를 통해 부극 단자(130)에 전기적으로 접속되어 있다.As shown in FIG. 4, the
본 제1 실시예에서는, 정극 활물질(153)로서 LiFePO4를 사용하고 있다. 이 정극 활물질(153)은 2상 공존형 충방전을 행하는 활물질로, 결정 구조가 다른 2개의 결정이 공존한 상태에서 충방전의 반응이 행해지는 것이다. 이 정극 활물질(153)의 전위 곡선(vs.Li)을 도 6에 나타낸다.In the first embodiment, LiFePO 4 is used as the positive electrode
또한, 본 제1 실시예에서는, 부극 활물질(154)로서 탄소 재료(구체적으로는, 천연 흑연)를 사용하고 있다. 상세하게는, 평균 입자 직경이 20㎛, 격자 상수(C0)가 0.67㎚, 결정자 사이즈(Lc)가 27㎚, 흑연화도 0.9 이상의 천연 흑연을 사용하고 있다. 이 부극 활물질(154)은, 충방전에 의해 상 변화를 수반하는 활물질로, 충방전의 도중에서 결정 구조가 변화되는 것이다. 이 부극 활물질(154)의 전위 곡선(vs.Li)을 도 7에 나타낸다.In the first embodiment, a carbon material (specifically, natural graphite) is used as the negative electrode
다음에, 2차 전지(100)의 충전 특성도를 도 8에 나타낸다. 도 8은 1/5C의 크기의 전류로 2차 전지(100)를 충전하였을 때의, 전지 전압(V)[본 제1 실시예에서는, 정극 단자(120)와 부극 단자(130) 사이의 단자간 전압]의 거동을 나타내고 있다. 또한, 2차 전지(100)에 포함되는 정극 활물질(153)(LiFePO4)이 이론적으로 최대한 축적할 수 있는 이론 전기 용량을 1시간에 충전할 수 있는 전류값을 1C로 한다. 구체적으로는, 2차 전지(100)에서는 1C가 약 700㎃가 된다.Next, the charging characteristic diagram of the
도 8로부터 알 수 있듯이, 2차 전지(100)는 3.4V 부근(3.3 내지 3.5V)의 전지 전압으로, 이론 전기 용량(도 8에 있어서 SOC 0 내지 100%의 범위)의 약 80%에 상당하는 전기량을 충방전할 수 있다. 따라서, 본 제1 실시예의 2차 전지 시스템(6)에서는, 각 2차 전지(100)를, 이론 전기 용량의 80% 정도의 용량 범위에 걸쳐, 3.4V 정도의 비교적 높은 전지 전압으로 충방전시킬 수 있으므로, 높은 출력을 안정적으로 얻을 수 있다. 또한, 전지 전압(V)의 변동을 0.2V 이하(본 제1 실시예에서는 0.2V)로 하여, 이론 전기 용량의 50% 이상의 넓은 용량 범위(본 제1 실시예에서는, SOC 10 내지 90%의 범위)에 걸쳐 충방전할 수 있는 용량 범위를, 플랫 충방전 용량 범위(FC)로 한다.As can be seen from FIG. 8, the
또한, 도 9는 2차 전지(100)에 관한 축전량(Q)의 값과 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 Q-dV/dQ 곡선(K)을 나타내고 있다. 이 Q-dV/dQ 곡선(K)은, 도 8에 나타내는 축전량(Q)과 전지 전압(V)의 함수에 대해, 전지 전압(V)을 이것에 대응하는 축전량(Q)으로 미분하여 얻은 것이다. 구체적으로는, 도 8의 전지 전압 곡선을 작성할 때에, 소정 시간(T)(예를 들어, 1초)마다 취득한 축전량(Q)과 전지 전압(V)에 기초하여, 소정 시간마다의 축전량(Q)의 변화량(dQ)에 대한 전지 전압(V)의 변화량(dV)의 비율인 dV/dQ의 값을 산출하고, 이 dV/dQ의 값과 축전량(Q)의 관계를 도 9에 나타냈다. 도 9에 나타내는 바와 같이, Q-dV/dQ 곡선(K)에는, 특징점 A(극대점), 특징점 B(극소점), 특징점 C(극대점) 등 다수의 특징점이 나타나 있다. 또한, 특징점 A, B, C에 있어서의 전지 전압(V)의 값은, 차례로 3.33V, 3.40V, 3.43V였다.9 has shown the Q-dV / dQ curve K which shows the relationship of the value of the electrical storage quantity Q with respect to the
그런데, 도 8에 나타내는 바와 같이, 2차 전지(100)는 이론 전기 용량의 80% 정도의 넓은 용량 범위(SOC 10 내지 90%)에 걸쳐, 전지 전압(V)의 값의 변동이 매우 작은 플랫 충방전 용량 범위(FC)를 갖고 있다. 이와 같이, 이론 전기 용량의 80% 정도의 넓은 용량 범위에 걸쳐, 전지 전압의 변동이 작은 2차 전지의 경우, 적절하게 2차 전지의 상태를 검지할 수 없을 우려가 있다.By the way, as shown in FIG. 8, the
그러나 도 9에 나타내는 바와 같이, 전지 전압(V)의 값의 변동이 매우 작은 플랫 충방전 용량 범위(FC)에 있어서도, dV/dQ의 값은 크게 변동한다. 본 제1 실시예의 2차 전지 시스템(6)에서는, 후술하는 바와 같이 크게 변동하는 dV/dQ의 값을 이용하여 2차 전지(100)의 상태를 검지하므로, 고정밀도로 2차 전지(100)의 상태를 검지할 수 있다.However, as shown in FIG. 9, even in the flat charge / discharge capacity range FC where the fluctuation | variation of the value of battery voltage V is very small, the value of dV / dQ fluctuates largely. In the
다음에, 본 제1 실시예에 관한 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 충전 상태의 검지 방법에 대해 설명한다. 또한, 여기서는 2차 전지(100)를 충전할 때를 예로 하여 설명하지만, 방전시킬 때도 마찬가지로 2차 전지(100)의 충전 상태를 검지할 수 있다.Next, a method of detecting the state of charge of the
도 10에 나타내는 바와 같이, 우선 스텝 S1에 있어서, 전지 컨트롤러(30)의 제어에 의해 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 충전을 개시한다. 계속해서, 스텝 S2로 진행하여, 전압 검지 수단(40)에 의해 각각의 2차 전지(100)의 전지 전압(V)을 검지하는 동시에, 전류 검지 수단(50)에 의해 2차 전지(100)를 흐르는 전류값(I)을 검지한다. 또한, 본 제1 실시예에서는 소정 시간(T)(예를 들어, 1초)마다 전지 전압(V)과 전류값(I)을 검지한다.As shown in FIG. 10, first, in step S1, charging of the
다음에, 스텝 S3으로 진행하여, 전류 검지 수단(50)에 의해 검지된 전류값(I)을 적산하여, 각 2차 전지(100)의 충전 전기량을 산출한다. 계속해서, 스텝 S4로 진행하여, 전지 컨트롤러(30)에 의해, 산출된 충전 전기량으로부터 각 2차 전지(100)에 축적되어 있는 전기량[축전량(Q)]을 추정한다. 또한, 본 제1 실시예에서는, 소정 시간(T)(예를 들어, 1초)마다 검지된 전류값(I)에 기초하여, 소정 시간(T)마다의 축전량(Q)을 추정한다.Next, the flow advances to step S3, the current value I detected by the current detection means 50 is integrated, and the amount of charge electricity of each
그 후, 스텝 S5로 진행하여, 추정된 축전량(Q)이 소정의 축전량에 도달하였는지 여부를 판정한다. 추정된 축전량(Q)이 소정의 축전량에 도달하였다고("예") 판정된 경우는 충전을 종료한다.Thereafter, the flow advances to step S5 to determine whether the estimated power storage amount Q has reached a predetermined power storage amount. When it is determined that the estimated power storage amount Q has reached a predetermined power storage amount (YES), charging is terminated.
한편, 추정된 축전량(Q)이 소정의 축전량에 도달되어 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 스텝 S6으로 진행하여, 각 2차 전지(100)에 대해 축전량(Q)의 변화량(dQ)에 대한 전지 전압(V)의 변화량(dV)의 비율인 dV/dQ의 값을 산출한다. 환언하면, 2차 전지(100)의 전지 전압(V)을, 이것에 대응하는 축전량(Q)으로 미분하여, dV/dQ의 값을 산출한다. 구체적으로는, 각 2차 전지(100)에 대해 소정 시간(T)마다 취득되는 전지 전압(V)과 축전량(Q)에 기초하여, 각 소정 시간(T)마다의 전지 전압(V)의 변화량(dV)과 축전량(Q)의 변화량(dQ)을 산출하고, 이들에 기초하여 소정 시간(T)마다의 dV/dQ의 값을 산출한다.On the other hand, when it is determined that the estimated power storage amount Q has not reached the predetermined power storage amount (“No”), the process proceeds to step S6 to determine the power storage amount Q for each of the
계속해서, 스텝 S7로 진행하여, 각 2차 전지(100)에 대해 Q-dV/dQ 곡선(K) 상의 특징점 A, B, C 중 어느 하나에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다. 구체적으로는, 전지 컨트롤러(30)에 의해, 소정 시간(T)마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 실시간으로 Q-dV/dQ 곡선을 그리고, 이 Q-dV/dQ 곡선과, ROM(31)에 기억되어 있는 Q-dV/dQ 곡선(K)(도 9 참조)의 대비(패턴 매칭)에 의해, 2차 전지(100)가 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점 A, B, C 중 어느 하나에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다.Subsequently, the process proceeds to step S7 to determine whether the state corresponding to any one of the feature points A, B, and C on the Q-dV / dQ curve K has been reached for each
특징점 A, B, C 중 어느 것에도 도달되어 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 스텝 S2로 복귀되어, 다시 상술한 스텝 S2 내지 S6의 처리를 행한다.When it is determined that none of the feature points A, B, and C have been reached (No), the process returns to Step S2 and the above-described processes of Steps S2 to S6 are performed.
한편, 특징점 A, B, C 중 어느 하나에 도달하였다고("예") 판정되면, 스텝 S8로 진행하여, 그 특징점에 관한 특징 기준값(QK)으로부터, 이때에 전지 컨트롤러(30)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)[특징 추정값(QS)으로 함]을 빼고 차분값(QK-QS)을 산출한다.On the other hand, if it is determined that any one of the feature points A, B, and C has been reached (YES), the process proceeds to step S8, from the feature reference value QK relating to the feature point, estimated by the
예를 들어, 특징점 A에 대응하는 상태에 도달하였다고 판정된 경우는, ROM(31)에 기억되어 있는 특징점 A에 있어서의 특징 기준값(QKA)으로부터, 특징점 A에 도달하였을 때에 전지 컨트롤러(30)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)[특징 추정값(QSA)]을 빼서, 차분값(QKA-QSA)을 산출한다.For example, when it is determined that the state corresponding to the feature point A has been reached, the
계속해서, 스텝 S9로 진행하여, 차분값의 절대값이 0.1Ah보다도 큰지 여부를 판정한다. 특징점 A, B, C 중 어느 하나에 있어서의 차분값(QK?QS)의 절대값이 0.1Ah보다도 큰 경우는, 단순한 측정 오차가 아니라, 2차 전지 시스템(6)에 있어서의 축전량의 추정 어긋남이라 간주할 수 있다. 따라서, 본 제1 실시예에서는, 차분값(QK?QS)의 절대값이 0.1Ah보다도 큰지 여부에 의해, 2차 전지 시스템(6)에 있어서의 축전량의 추정 어긋남이 발생되어 있는지 여부를 판정하도록 하고 있다.Subsequently, the flow advances to step S9 to determine whether the absolute value of the difference value is larger than 0.1 Ah. When the absolute value of the difference value (QK? QS) at any one of the feature points A, B, and C is larger than 0.1 Ah, the estimation of the electrical storage amount in the
스텝 S9에 있어서, 차분값(QK-QS)의 절대값이 0.1Ah 이하라고("아니오") 판정된 경우는, 다시 스텝 S2로 복귀되어, 상술한 스텝 S2 내지 S8까지의 처리를 행한다.In step S9, when it is determined that the absolute value of the difference value QK-QS is 0.1 Ah or less (No), it returns to step S2 again and performs the process to steps S2 to S8 mentioned above.
한편, 스텝 S9에 있어서, 차분값(QK-QS)의 절대값이 0.1Ah보다 크다고("예") 판정된 경우는, 스텝 SA로 진행하여, 차분값(QK-QS)만큼 전지 컨트롤러(30)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 보정한다. 구체적으로는, 추정된 축전량(Q)에 차분값(QK-QS)을 가산하여, 축전량(Q)을 수정한다. 예를 들어, 특징점 A에 대응하는 상태에 도달하였다고 판정되어, 차분값(QKA-QSA)이, 0.2Ah였던 경우는 추정된 축전량(Q)에 차분값 0.2(Ah)를 가산하여 축전량(Q)을 보정한다.On the other hand, when it is determined in step S9 that the absolute value of the difference values QK-QS is greater than 0.1Ah ("Yes"), the process proceeds to step SA and the
그 후, 다시 스텝 S2로 복귀되어, 상술한 스텝 S2 내지 S4까지의 처리를 행한다. 이에 의해, 스텝 S4에 있어서, 보정한 축전량(Q)에 대해 전류 적산에 의해 산출된 충전 전기량을 가산하여, 추정 어긋남이 없는 축전량(Q)을 검지할 수 있다. 이와 같이 하여, 본 제1 실시예의 2차 전지 시스템(6)에서는, 고정밀도로 각 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 검지할 수 있다.After that, the process returns to step S2 again, and the processes from steps S2 to S4 described above are performed. Thereby, in step S4, the charged electricity amount calculated by current integration is added to the corrected power storage amount Q, and the power storage amount Q without estimated misalignment can be detected. In this manner, in the
그 후, 스텝 S5에 있어서, 축전량(Q)이 소정의 축전량에 도달하였다고("예") 판정된 경우는 충전을 종료한다.After that, in step S5, when it is determined that the electrical storage amount Q has reached the predetermined electrical storage amount (YES), charging is terminated.
여기서, 본 제1 실시예의 2차 전지(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.Here, the manufacturing method of the
우선, LiFePO4[정극 활물질(153)]와 아세틸렌 블랙(도전 조제)과 폴리불화비닐리덴(바인더 수지)를, 85:5:10(중량비)의 비율로 혼합하고, 이것에 N-메틸피롤리돈(분산 용매)을 혼합하여 정극 슬러리를 제작하였다. 계속해서, 이 정극 슬러리를, 알루미늄박(151)의 표면에 도포하고, 건조시킨 후, 프레스 가공을 실시하였다. 이에 의해, 알루미늄박(151)의 표면에 정극 합재(152)가 도포 시공된 정극판(155)을 얻었다(도 5 참조).First, LiFePO 4 [positive electrode active material 153], acetylene black (conductive aid), and polyvinylidene fluoride (binder resin) are mixed in a ratio of 85: 5: 10 (weight ratio), and to this is N-methylpyrroli. Pig (dispersion solvent) was mixed to prepare a positive electrode slurry. Subsequently, after apply | coating this positive electrode slurry to the surface of the
또한, 천연 흑연[부극 활물질(154)]과, 스티렌-부타디엔 공중합체(바인더 수지)와, 카르복시메틸셀룰로오스(증점제)를, 95:2.5:2.5(중량비)의 비율로 수중에서 혼합하여, 부극 슬러리를 제작하였다. 계속해서, 이 부극 슬러리를, 구리박(158)의 표면에 도포하고, 건조시킨 후, 프레스 가공을 실시하였다. 이에 의해, 구리박(158)의 표면에 부극 합재(159)가 도포 시공된 부극판(156)을 얻었다(도 5 참조). 본 제1 실시예에서는, 부극 활물질(154)로서, 평균 입자 직경이 20㎛, 격자 상수(C0)가 0.67㎚, 결정자 사이즈(Lc)가 27㎚, 흑연화도 0.9 이상의 천연 흑연을 사용하고 있다. 또한, 본 제1 실시예에서는, 정극의 이론 용량과 부극의 이론 용량의 비가 1:1.5가 되도록 정극 슬러리 및 부극 슬러리의 도포량을 조정하고 있다.In addition, natural graphite [negative electrode active material 154], styrene-butadiene copolymer (binder resin), and carboxymethyl cellulose (thickener) were mixed in water at a ratio of 95: 2.5: 2.5 (weight ratio) to prepare a negative electrode slurry. Was produced. Subsequently, after apply | coating this negative electrode slurry to the surface of the
다음에, 정극판(155), 부극판(156) 및 세퍼레이터(157)를 적층하고, 이것을 권회하여 단면 타원 형상의 전극체(150)를 형성하였다(도 4, 도 5 참조). 단, 정극판(155), 부극판(156) 및 세퍼레이터(157)를 적층할 때에는, 전극체(150)의 일단부로부터, 정극판(155) 중 정극 합재(152)를 도포 시공하고 있지 않은 미도포 시공부가 돌출되도록 정극판(155)을 배치해 둔다. 또한, 부극판(156) 중 부극 합재(159)를 도포 시공하고 있지 않은 미도포 시공부가, 정극판(155)의 미도포 시공부와는 반대측으로부터 돌출되도록 부극판(156)을 배치해 둔다. 이에 의해, 정극 권회부(155b) 및 부극 권회부(156b)를 갖는 전극체(150)(도 3 참조)가 형성된다. 또한, 본 제1 실시예에서는, 세퍼레이터(157)로서 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 구조 복합체 다공질막을 사용하고 있다.Next, the
다음에, 전극체(150)의 정극 권회부(155b)와 정극 단자(120)를, 정극 집전 부재(122)를 통해 접속한다. 또한, 전극체(150)의 부극 권회부(156b)와 부극 단자(130)를, 부극 집전 부재(132)를 통해 접속한다. 그 후, 이것을 각형 수용부(111) 내에 수용하고, 각형 수용부(111)와 덮개(112)를 용접하여, 전지 케이스(110)를 밀봉하였다. 계속해서, 덮개(112)에 설치되어 있는 주액구(도시하지 않은)를 통해 전해액을 주액한 후, 주액구를 밀봉함으로써 본 제1 실시예의 2차 전지(100)가 완성된다. 또한, 본 제1 실시예에서는, 전해액으로서 EC(에틸렌카보네이트)와 DEC(디에틸카보네이트)를 4:6(체적비)으로 혼합한 용액 중에, 6불화인산 리튬(LiPF6)을 1몰 용해한 것을 사용하고 있다.Next, the positive
(제2 실시예)(Second Embodiment)
본 제2 실시예에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 2차 전지(100)(단전지)와, 전압 검지 수단(40)과, 전류 검지 수단(50)과, 전지 컨트롤러(30)를 구비하는 2차 전지 시스템(16)을 준비하였다. 이 2차 전지 시스템(16)에 대해, 상태 검지 정밀도의 평가 시험을 행하였다.In the second embodiment, as shown in FIG. 11, the secondary battery 100 (single cell), the
구체적으로는, 2차 전지(100)의 전지 전압이 2.5V가 될 때까지 방전을 행한 후, 1/5C의 전류값으로 충전을 행하였다. 이때, 제1 실시예의 스텝 S2 내지 S6과 마찬가지로, 소정 시간마다 전지 전압(V) 및 전류값(I)을 검지하면서, 전류 적산에 의해 축전량(Q)을 추정하고, 축전량(Q)과 전지 전압(V)에 기초하여 dV/dQ의 값을 산출하였다.Specifically, the battery was discharged until the battery voltage of the
또한, 본 제2 실시예에서는, 축전량(Q)의 값과 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 Q-dV/dQ 곡선(도 9 참조)을 실시간으로 그리면서 모니터에 표시시켰다. 이 모니터에 그려지는 Q-dV/dQ 곡선을 육안으로 관찰하여, 특징점 A에 도달하였다고 판단하였을 때에 충전을 정지하였다. 그 후, 2차 전지(100)에 대해, 전지 전압이 2.5V가 될 때까지 1/5C의 전류값으로 정전류 방전을 행하였다. 이때의 방전 용량을, 축전량(QA1)으로서 취득하였다.In the second embodiment, the monitor displays a Q-dV / dQ curve (see Fig. 9) showing the relationship between the value of power storage quantity Q and the value of dV / dQ in real time. Charging was stopped when the Q-dV / dQ curve drawn on this monitor was visually observed and judged that the characteristic point A was reached. Thereafter, the
또한, 다른 4개의 2차 전지(100)를 준비하고, 각각을 2차 전지 시스템(16)에 내장하여, 상술한 바와 같이 특징점 A에 도달할 때까지 충전을 행한 후, 방전시켰다. 이때의 각 2차 전지(100)의 방전 용량을, 축전량(QA2 내지 QA5)으로서 취득하였다. 그 후, 축전량(QA1 내지 QA5)의 값을, 2차 전지(100)의 이론 전기 용량으로 나누어, SOC(%)의 값으로 환산하였다. 이들의 최대값, 최소값 및 평균값을, 도 12에 그래프로 나타낸다.In addition, four other
또한, 도 12에서는, 최대값을 파선, 최소값을 1점 쇄선, 평균값을 실선으로 나타내고 있다.In Fig. 12, the maximum value is indicated by a broken line, the minimum value by a dashed-dot line, and the average value by a solid line.
또한, 이와 마찬가지로 하여, 특징점 B에 도달하였다고 판단할 때까지 충전하였을 때의 축전량(QB1 내지 QB5) 및 특징점 C에 도달하였다고 판단할 때까지 충전하였을 때의 축전량(QC1 내지 QC5)을 취득하였다. 그 후, 축전량(QB1 내지 QB5, QC1 내지 QC5)의 값을 각각, 이론 전기 용량으로 나누어, SOC(%)의 값으로 환산하였다. 이들의 최대값, 최소값 및 평균값에 대해서도, 도 12에 그래프로 나타낸다.Similarly, power storage amounts (QB1 to QB5) when charged until it is determined that the feature point B is reached, and power storage amounts (QC1 to QC5) when charged until it is determined that the feature point C is reached are obtained. . Thereafter, the values of power storage amounts (QB1 to QB5 and QC1 to QC5) were respectively divided by theoretical capacitance, and converted into values of SOC (%). These maximum value, minimum value, and average value are also shown by the graph in FIG.
또한, 특징점 A, B, C에 도달하였을 때의 전지 전압의 값은, 차례로 3.33V, 3.40V, 3.43V였다.In addition, the value of the battery voltage when reaching the characteristic points A, B, and C was 3.33V, 3.40V, and 3.43V in order.
또한, 비교예로서, 2차 전지(100)의 전지 전압(V)에 기초하여, 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 추정하는 2차 전지 시스템을 준비하였다. 2차 전지(100)의 전지 전압이 2.5V로 될 때까지 방전을 행한 후, 이 2차 전지 시스템 사용하여, 2차 전지(100)에 대해 그 전지 전압(V)이 특징점 A에 대응하는 전지 전압 3.33V로 될 때까지 1/5C의 전류값으로 충전을 행하였다. 그 후, 2차 전지(100)에 대해, 전지 전압이 2.5V로 될 때까지 1/5C의 전류값으로 정전류 방전을 행하였다. 이때의 방전 용량을, 축전량(QA11)으로서 취득하였다.Moreover, as a comparative example, the secondary battery system which estimates the electrical storage quantity Q of the
또한, 다른 4개의 2차 전지(100)에 대해서도, 마찬가지로 하여 방전 용량을 취득하고, 이들을 축전량(QA12 내지 QA15)으로 하였다. 그 후, 축전량(QA11 내지 QA15)의 값을, 2차 전지(100)의 이론 전기 용량으로 나누어, SOC(%)의 값으로 환산하였다. 이들의 최대값, 최소값 및 평균값을, 도 12에 그래프로 나타낸다.In addition, discharge capacity was similarly acquired about four other
또한, 이와 마찬가지로 하여, 2차 전지(100)에 대해 그 전지 전압(V)이 특징점 B에 대응하는 전지 전압 3.40V로 될 때까지 충전하였을 때의 축전량(QB11 내지 QB15) 및 특징점 C에 대응하는 전지 전압 3.43V로 될 때까지 충전하였을 때의 축전량(QC11 내지 QC15)을 취득하였다. 그 후, 축전량(QB11 내지 QB15, QC11 내지 QC15)의 값을 각각 이론 전기 용량으로 나누어, SOC(%)의 값으로 환산하였다. 이들의 최대값, 최소값 및 평균값에 대해서도, 도 12에 그래프로 나타낸다.Similarly, the storage capacity QB11 to QB15 and the characteristic point C when the
여기서, 제2 실시예의 2차 전지 시스템(16)의 상태 검지 정밀도와, 비교예의 2차 전지 시스템의 상태 검지 정밀도에 대해, 도 12를 참조하여 비교 검토한다.Here, the state detection precision of the
우선, 특징점 A에 관한 그래프를 비교하면, 제2 실시예에서는 축전량(QA1 내지 QA5)의 최대차(GA1)(최대값과 최소값의 차)가, SOC 환산으로 약 3%였다. 이에 대해, 비교예에서는 축전량(QA11 내지 QA15)의 최대차(GA2)(최대값과 최소값의 차)가, SOC 환산으로 약 7%가 되어, 제2 실시예에 비해 편차가 커졌다. 이 결과로부터, 제2 실시예의 쪽이, 비교예보다도 높은 정밀도로, 2차 전지의 충전 상태를 검지할 수 있다고 할 수 있다.First, comparing the graph concerning the characteristic point A, in 2nd Example, the maximum difference GA1 (difference between a maximum value and a minimum value) of the electrical storage quantities QA1-QA5 was about 3% in SOC conversion. On the other hand, in the comparative example, the maximum difference GA2 (difference between the maximum value and the minimum value) of the electrical storage amounts QA11 to QA15 became about 7% in terms of SOC, and the deviation was larger than in the second embodiment. From this result, it can be said that the second embodiment can detect the state of charge of the secondary battery with higher accuracy than that of the comparative example.
또한, 특징점 B에 관한 그래프를 비교하면, 제2 실시예에서는 축전량(QB1 내지 QB5)의 최대차(GB1)(최대값과 최소값의 차)가, SOC 환산으로 약 3%였다. 이에 대해, 비교예에서는 축전량(QB11 내지 QB15)의 최대차(GB2)(최대값과 최소값의 차)가, SOC 환산으로 약 9%가 되어, 제2 실시예에 비해 편차가 커졌다. 이 결과로부터도, 제2 실시예의 쪽이, 비교예보다도 높은 정밀도로, 2차 전지의 충전 상태를 검지할 수 있다고 할 수 있다.In addition, when comparing the graph regarding the characteristic point B, in 2nd Example, the maximum difference GB1 (difference between a maximum value and a minimum value) of the electrical storage quantities QB1-QB5 was about 3% in SOC conversion. On the other hand, in the comparative example, the maximum difference GB2 (difference between the maximum value and the minimum value) of the power storage amounts QB11 to QB15 became about 9% in SOC conversion, and the deviation was larger than in the second embodiment. From this result, it can be said that the second embodiment can detect the state of charge of the secondary battery with higher accuracy than that of the comparative example.
또한, 특징점 C에 관한 그래프를 비교하면, 제2 실시예에서는, 축전량(QC1 내지 QC5)의 최대차(GC1)(최대값과 최소값의 차)가, SOC 환산으로 약 3%였다. 이에 대해, 비교예에서는 축전량(QC11 내지 QC15)의 최대차(GC2)(최대값과 최소값의 차)가, SOC 환산으로 약 9%가 되어, 제2 실시예에 비해 편차가 커졌다. 이 결과로부터도, 제2 실시예의 쪽이, 비교예보다도 높은 정밀도로, 2차 전지의 충전 상태를 검지할 수 있다고 할 수 있다.In addition, when comparing the graph concerning the characteristic point C, in 2nd Example, the largest difference GC1 (difference between a maximum value and a minimum value) of the electrical storage quantities QC1 to QC5 was about 3% in SOC conversion. On the other hand, in the comparative example, the maximum difference GC2 (difference between the maximum value and the minimum value) of the electric storage quantities QC11-QC15 became about 9% in SOC conversion, and the deviation became large compared with 2nd Example. From this result, it can be said that the second embodiment can detect the state of charge of the secondary battery with higher accuracy than that of the comparative example.
이상의 결과로부터, 제2 실시예의 2차 전지 시스템(16)은, 2차 전지의 상태를 고정밀도로 검지할 수 있다고 할 수 있다. 이것은, 제2 실시예의 2차 전지 시스템(16)에서는, 전지 전압(V)에 비해 크게 변동하는 dV/dQ의 값을 이용하여, 2차 전지(100)의 상태를 검지하고 있기 때문이다. 이로 인해, 2차 전지(100)의 전지 전압(V)의 값의 변동이 매우 작은 용량 범위(SOC 10 내지 90%)라도, 고정밀도로 2차 전지(100)의 상태를 검지할 수 있다.From the above result, it can be said that the
(제3 실시예)(Third Embodiment)
본 제3 실시예에서는, 우선 복수의 2차 전지(100)에 대해, 후술하는 다양한 조건하에서 열화 시험(보존 열화 시험, 사이클 열화 시험)을 행하여, 열화의 정도가 다른 복수의 2차 전지(100)를 준비하였다.In the third embodiment, first, a plurality of
(보존 열화 시험)(Preservation deterioration test)
우선, 2차 전지(100)를 72개 준비하였다. 계속해서, 각 2차 전지(100)를, 1/3C의 전류값으로, 전지 전압이 2.5V에 도달할 때까지 방전을 행하여, SOC 0%로 하였다. 그 후, 72개의 2차 전지(100)를, 12개씩 6개의 그룹(제1 내지 제6 그룹)으로 나누었다.First, 72
이 중, 제1 그룹에 속하는 12개의 2차 전지(100)에 대해서는, 충전을 행하는 일 없이, SOC 0%인 상태로 하였다. 또한, 제2 그룹에 속하는 12개의 2차 전지(100)에 대해, 1/5C의 전류값으로 충전을 행하여, SOC 20%로 하였다. 또한, 제3 그룹에 속하는 12개의 2차 전지(100)에 대해서는, 1/5C의 전류값으로 충전을 행하여, SOC 40%로 하였다. 또한, 제4 그룹에 속하는 12개의 2차 전지(100)에 대해서는, 1/5C의 전류값으로 충전을 행하여, SOC 60%로 하였다. 또한, 제5 그룹에 속하는 12개의 2차 전지(100)에 대해서는, 1/5C의 전류값으로 충전을 행하여, SOC 80%로 하였다. 또한, 제6 그룹에 속하는 12개의 2차 전지(100)에 대해서는, 1/5C의 전류값으로 충전을 행하여, SOC 100%로 하였다.Among these, about 12
계속해서, 제1 내지 제6 각 그룹에 있어서, 4개씩 3개의 조(A조, B조, C조)로 나누었다. 그리고 각 그룹의 A조에 속하는 합계 24개의 2차 전지(100)를, 0℃의 온도로 유지된 항온조 내에, 2주간 보존하였다. 또한, 각 그룹의 B조에 속하는 합계 24개의 2차 전지(100)를, 30℃의 온도로 유지된 항온조 내에, 2주간 보존하였다. 또한, 각 그룹의 C조에 속하는 합계 24개의 2차 전지(100)를, 60℃의 온도로 유지된 항온조 내에, 2주간 보존하였다. 이와 같이 하여, SOC가 0, 20, 40, 60, 80, 100%로 다른 2차 전지(100)를, 각각 온도가 0, 30, 60℃로 다른 항온조 내에 2주간 보존하여, 열화를 촉진시켰다.Subsequently, in each of the first to sixth groups, four were divided into three groups (Group A, Group B, Group C). And the total of 24
(사이클 열화 시험)(Cycle deterioration test)
우선, 조내 온도가, -30℃, 0℃, 30℃, 60℃로 다른 4개의 항온조를 준비하였다. 계속해서, 각 항온조 내에, 2차 전지(100)를 8개씩 배치하고, 각 2차 전지(100)에 대해 사이클 충방전을 행하였다. 구체적으로는, 충전 상한 전압값을 4.1V, 방전 하한 전압값을 2.5V로 하여, 2C의 전류값으로, 200사이클의 충방전을 행하였다. 이와 같이 하여, 4개의 다른 환경 온도하에서, 사이클 충방전을 행하여, 2차 전지(100)의 열화를 촉진시켰다.First, four thermostats in which the temperature inside a tank differs by -30 degreeC, 0 degreeC, 30 degreeC, and 60 degreeC were prepared. Subsequently, eight
다음에, 상술한 보존 열화 시험 또는 사이클 열화 시험을 행한 2차 전지(100)에 대해, 다음과 같이 하여 전지 용량(만충전 용량)을 측정하였다. 우선, 각 2차 전지(100)에 대해, 1/5C의 전류값으로, 전지 전압이 4.1V에 도달할 때까지 충전을 행하였다. 그 후, 4.1V의 정전압으로 충전을 행하여, 전류값이 초기의 1/10까지 저하된 시점에서 충전을 종료하였다. 그 후, 각 2차 전지(100)에 대해, 1/5C의 전류값으로 전지 전압이 2.5V에 도달할 때까지 방전을 행하였다. 이때의 방전 용량을, 각 2차 전지(100)의 전지 용량(만충전 용량)으로서 측정하였다. 또한, 이때 제1 실시예와 마찬가지로 하여, 각 2차 전지(100)에 대해 Q-dV/dQ 곡선을 취득하였다. 이 중 하나를 도 13에 나타낸다.Next, about the
또한, 열화 시험을 행하고 있지 않은 초기 상태의 2차 전지(100)에 대해, 상술한 바와 같이 하여 전지 용량(만충전 용량)을 측정하였다. 이때, 제1 실시예와 마찬가지로 하여, 초기 상태의 2차 전지(100)에 대해 Q-dV/dQ 곡선을 취득하였다. 이것을 도 14에 나타낸다.In addition, the battery capacity (full charge capacity) was measured as mentioned above about the
또한, 미단락이 발생되어 있는 2차 전지(100)를 준비하고, 이것에 대해서도 상술한 바와 같이 하여 전지 용량(만충전 용량)을 측정하였다. 이때, 제1 실시예와 마찬가지로 하여, 초기 상태의 2차 전지(100)에 대해 Q-dV/dQ 곡선을 취득하였다.In addition, the
여기서, 초기 상태의 2차 전지(100)의 Q-dV/dQ 곡선(도 14 참조)과, 열화 시험에 의해 전지 용량(만충전 용량)이 저하된 2차 전지(100)의 Q-dV/dQ 곡선(도 13 참조)을 비교한다. 도 13 및 도 14의 곡선을 비교하면 알 수 있듯이, 양 곡선 모두 3개의 극대점과 4개의 극소점이 나타나 있다. 이 중, 전지 전압이 작은 쪽으로부터 보아 처음에 나타나는 극대점을 특징점 A, 3번째로 나타나는 극대점을 특징점 C로 한다.Here, the Q-dV / dQ curve (refer to FIG. 14) of the
우선, 도 14에 있어서, 특징점 A에 있어서의 축전량의 값(QA1)과, 특징점 C에 있어서의 축전량의 값(QC1)의 차분값[ΔQ1(=QC1?QA1)]을 산출한다. 또한, 도 13에 있어서, 특징점 A에 있어서의 축전량의 값(QA2)과, 특징점 C에 있어서의 축전량의 값(QC2)의 차분값[ΔQ2(=QC2?QA2)]을 산출한다.First, in FIG. 14, the difference value [Delta] Q1 (= QC1? QA1) between the value QA1 of the power storage amount at the feature point A and the value QC1 of the power storage amount at the feature point C is calculated. In Fig. 13, the difference value [Delta] Q2 (= QC2-QA2) between the value QA2 of the power storage amount at the feature point A and the value QC2 of the power storage amount at the feature point C is calculated.
ΔQ1과 ΔQ2를 비교하면, ΔQ1>ΔQ2인 것을 알 수 있다. 즉, 초기 상태의 2차 전지(100)보다도, 용량 저하(만충전 용량이 저하)된 2차 전지(100)의 쪽이, 특징점 A에 있어서의 축전량의 값(QA)과 특징점 C에 있어서의 축전량의 값(QC)의 차분값(ΔQ)이 작아지는 것을 알 수 있다.Comparing ΔQ1 and ΔQ2, it can be seen that ΔQ1> ΔQ2. That is, the
이와 같이 하여, 열화 시험을 행한 각 2차 전지(100) 및 내부 미단락이 발생되어 있는 2차 전지(100)에 대해, 특징점 A에 있어서의 축전량의 값(QA)과 특징점 C에 있어서의 축전량의 값(QC)의 차분값(ΔQ)을 산출하였다. 이 결과를, 전지 용량(mAh)과 ΔQ의 관계를 나타내는 그래프로 하여 도 15에 나타낸다. 또한, 도 15에서는, 초기 상태의 2차 전지(100)를 ◆, 용량 저하된 2차 전지(100)[열화 시험을 행한 2차 전지(100)로부터 선택한 5개의 2차 전지(100)]를 ○, 내부 미단락이 발생되어 있는 2차 전지(100)를 △로 나타내고 있다.Thus, with respect to each
도 15로부터, 전지 용량(만충전 용량)이 저하됨에 따라서, 특징점 A에 있어서의 축전량의 값(QA)과 특징점 C에 있어서의 축전량의 값(QC)의 차분값(ΔQ)이 작아져 가는 것을 알 수 있다. 또한, 내부 미단락이 발생되어 있는 2차 전지(100)에서는, 차분값(ΔQ)이 극단적으로 작아지는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 15, as the battery capacity (full charge capacity) decreases, the difference value ΔQ between the value QA of the power storage amount at the feature point A and the value QC of the power storage amount at the feature point C decreases. I can see it goes. In addition, in the
본 제3 실시예에서는, 이러한 특성을 이용하여, Q-dV/dQ 곡선에 있어서의 차분값(ΔQ)에 기초하여, 2차 전지(100)의 전지 용량(만충전 용량)의 저하 및 내부 미단락을 검지한다.In the third embodiment, using such characteristics, the battery capacity (full charge capacity) of the
본 제3 실시예의 2차 전지 시스템은, 제1 실시예의 2차 전지 시스템(6)과 비교하여, 전지 컨트롤러만이 다르고, 그 밖에 대해서는 동일하다. 따라서, 여기서는, 제1 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하고, 동일한 점에 대해서는 설명을 생략 또는 간략화한다.Compared with the
본 제3 실시예의 2차 전지 시스템(26)은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 복수의 2차 전지(100)(단전지)를 서로 전기적으로 직렬로 접속한 조전지(10)와, 전압 검지 수단(40)과, 전류 검지 수단(50)과, 전지 컨트롤러(130)를 구비하고 있다. 전지 컨트롤러(130)는 ROM(131), CPU(132), RAM(133) 등을 갖고 있다.As shown in FIG. 16, the
전지 컨트롤러(130)는, 제1 실시예의 전지 컨트롤러(30)와 마찬가지로, 소정 시간(T)마다 전류 적산에 의해 각 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 추정한다. 또한, 전지 컨트롤러(130)는 전류 적산과 동기시켜, 소정 시간(T)마다 전압 검지 수단(40)에 의해 검지된 각 2차 전지(100)의 전지 전압(V)을 취득한다. 또한, 전지 컨트롤러(130)는 제1 실시예의 전지 컨트롤러(30)와 마찬가지로, 소정 시간(T)마다의 dV/dQ의 값을 산출한다.Similar to the
또한, 전지 컨트롤러(130)의 ROM(131)에는 미리 열화되어 있지 않은 초기 상태의 2차 전지(100)에 대해 취득한, 축전량(Q)의 값과 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 Q-dV/dQ 곡선(K)(도 9 참조)을 기억시켜 둔다. 또한, Q-dV/dQ 곡선(K) 상의 특징점 A(극대점)에 있어서의 축전량(Q)의 값[특징 기준값(QKA)으로 함]과, 특징점 C(극대점)에 있어서의 축전량(Q)의 값[특징 기준값(QKC)으로 함]의 차분값(ΔQ)[기준 차분값(ΔQK)으로 함]을 ROM(131)에 기억시켜 둔다.In addition, Q- which shows the relationship between the value of the electrical storage quantity Q and the value of dV / dQ acquired with respect to the
또한, 전지 컨트롤러(130)는 소정 시간(T)마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 실시간으로 Q-dV/dQ 곡선을 그리고, 이 Q-dV/dQ 곡선과, ROM(131)에 기억되어 있는 Q-dV/dQ 곡선(K)(도 9 참조)의 대비(패턴 매칭)에 의해, 2차 전지(100)가, Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점 A 또는 특징점 C에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다.In addition, the
예를 들어, 특징점 A에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단한 경우는, 특징점 A에 도달하였을 때에 전지 컨트롤러(130)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)[특징 추정값(QSA)으로 함]을 기억한다. 또한, 특징점 C에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단한 경우도, 특징점 C에 도달하였을 때에 전지 컨트롤러(130)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)[특징 추정값(QSC)으로 함]을 기억한다. 그리고 특징 추정값(QSC)으로부터 특징 추정값(QSA)을 뺀 차분값(ΔQ)[실측 차분값(ΔQS)=QSC?QSA라 함]을 산출한다.For example, when it is determined that the state corresponding to the feature point A has been reached, when the feature point A is reached, the storage capacity Q of the
또한, 전지 컨트롤러(130)는 산출한 실측 차분값(ΔQS)과 기준 차분값(ΔQK)을 대비한다. 실측 차분값(ΔQS)이 기준 차분값(ΔQK)보다도 작은 경우에는, 2차 전지(100)의 전지 용량이 저하되어 있다고 판단한다. 특히, 실측 차분값(ΔQS)이 기준 차분값(ΔQK)의 60%를 하회한 경우에는, 2차 전지(100)에 내부 미단락이 발생되어 있다고 판단한다. 이 경우, 전지 컨트롤러(130)는 2차 전지(100)가 이상인 취지의 신호를 출력하여, 2차 전지(100)의 교환을 재촉한다.In addition, the
또한, 본 제3 실시예에서는, 전지 컨트롤러(130)가 dV/dQ 산출 수단, 축전량 추정 수단, 열화 검지 수단(용량 저하 검지 수단) 및 이상 검지 수단(미단락 검지 수단)에 상당한다.In the third embodiment, the
다음에, 본 제3 실시예에 관한 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 상태 검지 방법에 대해 설명한다. 또한, 여기서는, 2차 전지(100)를 충전할 때를 예로 하여 설명한다. 또한, 스텝 S1 내지 S6에 대해서는, 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.Next, a description will be given of a state detection method of the
도 17에 나타내는 바와 같이, 스텝 S1 내지 S6의 처리를 행한 후, 스텝 T7로 진행하여, 각 2차 전지(100)에 대해 상태 검지를 행한다. 도 18에 나타내는 서브 루틴으로 진행하여, 우선 스텝 T71에 있어서, 각 2차 전지(100)에 대해 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점 A에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다. 구체적으로는, 전지 컨트롤러(130)에 의해 소정 시간(T)마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 실시간으로 Q-dV/dQ 곡선을 그리고, 이 Q-dV/dQ 곡선과, ROM(131)에 기억되어 있는 Q-dV/dQ 곡선(K)(도 9 참조)의 대비(패턴 매칭)에 의해, 2차 전지(100)가, Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점 A에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다.As shown in FIG. 17, after performing the process of step S1-S6, it progresses to step T7 and the state detection is performed for each
특징점 A에 도달되어 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 도 17에 나타내는 메인 루틴으로 복귀되고, 다시 스텝 S2 내지 T7의 처리를 행한다.If it is determined that the feature point A has not been reached (“No”), the process returns to the main routine shown in FIG. 17, and the processes of steps S2 to T7 are performed again.
한편, 특징점 A에 도달하였다고("예") 판정되면, 스텝 T72로 진행하여, 특징점 A에 도달하였을 때에 전지 컨트롤러(130)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)[특징 추정값(QSA)]을 기억한다.On the other hand, if it is determined that the feature point A has been reached (YES), the process proceeds to step T72 where the power storage amount Q of the
다음에, 스텝 T73으로 진행하여, 각 2차 전지(100)에 대해 Q-dV/dQ 곡선(K) 상의 특징점 C에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다. 구체적으로는, 전지 컨트롤러(130)에 의해 소정 시간(T)마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 실시간으로 Q-dV/dQ 곡선을 그리고, 이 Q-dV/dQ 곡선과, ROM(131)에 기억되어 있는 Q-dV/dQ 곡선(K)(도 9 참조)의 대비(패턴 매칭)에 의해, 2차 전지(100)가, Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점 C에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다.Next, the flow advances to step T73 to determine whether the state corresponding to the feature point C on the Q-dV / dQ curve K has been reached for each
특징점 C에 도달되어 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 도 17에 나타내는 메인 루틴으로 복귀되어, 다시 스텝 S2 내지 T7의 처리를 행한다.When it is determined that the feature point C has not been reached (“No”), the process returns to the main routine shown in FIG. 17, and the processing of steps S2 to T7 is performed again.
한편, 특징점 C에 도달하였다고("예") 판정되면, 스텝 T74로 진행하여, 특징점 C에 도달하였을 때에 전지 컨트롤러(130)에 의해 추정된 2차 전지(100)의 축전량(Q)[특징 추정값(QSC)]을 기억한다.On the other hand, if it is determined that the feature point C has been reached (YES), the process proceeds to step T74 where the power storage amount Q of the
다음에, 스텝 T75로 진행하여, 특징 추정값(QSC)으로부터 특징 추정값(QSA)을 뺀 차분값(ΔQ)[실측 차분값(ΔQS)=QSC?QSA]을 산출한다.Subsequently, the flow advances to step T75 to calculate the difference value? Q (actual difference value? QS = QSC? QSA) obtained by subtracting the feature estimate value QSA from the feature estimate value QSC.
그 후, 스텝 T76으로 진행하여, 산출된 실측 차분값(ΔQS)과, ROM(131)에 기억되어 있는 기준 차분값(ΔQK)을 대비한다. 구체적으로는, 실측 차분값(ΔQS)을 기준 차분값(ΔQK)으로 나누어, ΔQS/ΔQK의 값을 산출한다.After that, the flow advances to step T76 to compare the calculated actual difference value ΔQS and the reference difference value ΔQK stored in the
계속해서, 스텝 T77로 진행하여, ΔQS/ΔQK<1의 관계를 충족시키고 있는지 여부를 판정한다. 즉, 실측 차분값(ΔQS)이 기준 차분값(ΔQK)보다 작은지 여부를 판정한다. ΔQS/ΔQK<1을 충족하고 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 도 17에 나타내는 메인 루틴으로 복귀되고, 다시 스텝 S2 내지 T7의 처리를 행한다.Subsequently, the process proceeds to step T77 to determine whether or not the relationship of? QS /? QK <1 is satisfied. That is, it is determined whether the measured difference value? QS is smaller than the reference difference value? QK. If it is determined that ΔQS / ΔQK <1 is not satisfied (“No”), the process returns to the main routine shown in FIG. 17, and the processing of steps S2 to T7 is performed again.
한편, ΔQS/ΔQK<1을 충족시키고 있다고("예") 판정된 경우는, 스텝 T78로 진행하여, ΔQS/ΔQK≥0.6의 관계를 충족시키고 있는지 여부를 판정한다. 즉, 실측 차분값(ΔQS)이, 기준 차분값(ΔQK)의 60% 이상인지 여부를 판정한다.On the other hand, when it is determined that (DELTA) QS / ΔQK <1 is satisfied (YES), it progresses to step T78 and it determines whether the relationship of (DELTA) QS / (DELTA) QK≥0.6 is satisfied. That is, it is determined whether the measured difference value ΔQS is 60% or more of the reference difference value ΔQK.
스텝 T78에 있어서, ΔQS/ΔQK≥0.6을 충족시키고 있다고("예") 판정된 경우는, 스텝 T79로 진행하여, 2차 전지(100)의 전지 용량(만충전 용량)이 저하되어 있다고 판단한다.If it is determined in step T78 that ΔQS / ΔQK ≧ 0.6 is satisfied (“Yes”), the flow proceeds to step T79 to determine that the battery capacity (full charge capacity) of the
한편, ΔQS/ΔQK≥0.6을 충족시키고 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 스텝 T7A로 진행하여, 2차 전지(100)가 이상이라고 판단하고, 구체적으로는 2차 전지(100)에 내부 미단락이 발생되어 있다고 판단한다. 이 경우, 스텝 T7B로 진행하여, 2차 전지(100)가 이상인 취지의 신호를 출력하여, 2차 전지(100)의 교환을 재촉한다.On the other hand, when it is determined that ΔQS / ΔQK ≧ 0.6 is not satisfied (“No”), the process proceeds to step T7A to determine that the
계속해서, 도 17에 나타내는 메인 루틴으로 복귀되어, 스텝 S2 내지 T7의 처리를 행한다. 그 후, 스텝 S5에 있어서, 축전량(Q)이 소정의 축전량에 도달하였다고("예") 판정된 경우는 충전을 종료한다.Subsequently, the process returns to the main routine shown in FIG. 17, and the processes of steps S2 to T7 are performed. After that, in step S5, when it is determined that the electrical storage amount Q has reached the predetermined electrical storage amount (YES), charging is terminated.
(제4 실시예)(Fourth Embodiment)
제3 실시예에 있어서 보존 열화 시험 또는 사이클 열화 시험을 행한 2차 전지(100)에 대해, 각각 다음과 같이 하여 내부 저항(mΩ)을 측정하였다.For the
우선, 각 2차 전지(100)에 대해, 1/3C의 전류값으로 전지 전압이 2.5V에 도달할 때까지 방전을 행하였다. 그 후, 1/5C의 전류값으로 충전을 행하여, SOC 50%로 하였다. 이 상태에서, 각 2차 전지(100)의 내부 저항을, 교류 임피던스법에 의해 측정하였다. 구체적으로는, FRA(주파수 응답 애널라이저)로서 소틀란사제의 1252A를 사용하고, 컨트롤 유닛으로서 소틀란사제의 SI1287을 사용하여, 5mV의 전위 진폭을 부여하면서 주파수를 1㎒로부터 1㎐까지 변화시켰다. 주파수를 1㎑로 하였을 때에 계측된 값을, 2차 전지(100)의 내부 저항값(mΩ)으로 하였다.First, for each
또한, 제3 실시예에 있어서 열화 시험을 행한 각 2차 전지(100)에 대해, 제3 실시예와 마찬가지로 전지 용량(만충전 용량)을 측정하고, 이때 전지 컨트롤러(230)에 의해 소정 시간마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여, 전지 전압(V)의 값과 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 V-dV/dQ 곡선을 취득하였다. 이 중 하나를 도 19에 나타낸다. 또한, 열화 시험을 행하고 있지 않은 초기 상태의 2차 전지(100)에 대해서도, V-dV/dQ 곡선을 취득하였다. 이것을 도 20에 나타낸다.In addition, for each
또한, 열화 시험을 행하고 있지 않은 초기 상태의 2차 전지(100)를 접속 불량으로 한 상태에서, 제3 실시예와 마찬가지로 전지 용량(만충전 용량)을 측정하고, 이때 전지 컨트롤러(230)에 의해 소정 시간마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 V-dV/dQ 곡선을 취득하였다.In addition, the battery capacity (full charge capacity) was measured similarly to the 3rd Example in the state which made the
또한, 본 제4 실시예에서는, 전지 컨트롤러(230) 등과 2차 전지(100)의 정극 단자(120)를 접속하는 케이블(127)을, 다음과 같이 하여 접속하고 있다. 도 25에 나타내는 바와 같이, 정극 단자(120)의 관통 구멍(120c) 및 접속 단자(127b)의 관통 구멍(127c)에, 볼트(125)의 나사부(125b)를 삽입 관통시킨 상태에서, 볼트(125)의 나사부(125b)에 너트(126)를 나사 결합시켜 정극 단자(120)와 접속 단자(127b)를 체결한다. 이에 의해, 정극 단자(120)와 접속 단자(127b)와 밀착시켜, 양자를 적절하게 접속할 수 있다. 따라서, 본 제4 실시예에서는, 너트(126)를 느슨하게 하여, 정극 단자(120)와 접속 단자(127b)가 밀착되지 않는 상태로 함으로써, 접속 불량의 상태로 하였다.In the fourth embodiment, the
여기서, 초기 상태의 2차 전지(100)의 V-dV/dQ 곡선(도 20 참조)과, 열화 시험에 의해 내부 저항이 상승한 2차 전지(100)의 V-dV/dQ 곡선(도 19 참조)을 비교한다. 도 19 및 도 20의 곡선을 비교하면 알 수 있듯이, 양 곡선 모두 3개의 극대점이 나타나 있다. 이 중, 전지 전압이 작은 쪽으로부터 보아 처음에 나타나는 극대점을 특징점 D, 3번째로 나타나는 극대점을 특징점 E로 한다.Here, the V-dV / dQ curve of the
우선, 도 20에 있어서, 특징점 D에 있어서의 전지 전압의 값(VD1)과, 특징점 E에 있어서의 전지 전압의 값(VE1)의 차분값[ΔV1(=VE1?VD1)]을 산출한다. 또한, 도 19에 있어서, 특징점 D에 있어서의 전지 전압의 값(VD2)과, 특징점 E에 있어서의 전지 전압의 값(VE2)의 차분값[ΔV2(=VE2-VD2)]을 산출한다.First, in FIG. 20, the difference value [Delta] V1 (= VE1-VD1) between the value VD1 of the battery voltage at the feature point D and the value VE1 of the battery voltage at the feature point E is calculated. Moreover, in FIG. 19, the difference value ((DELTA) V2 (= VE2-VD2)) of the value VD2 of the battery voltage in the characteristic point D, and the value VE2 of the battery voltage in the characteristic point E is calculated.
ΔV1과 ΔV2를 비교하면, ΔV2>ΔV1인 것을 알 수 있다. 즉, 초기 상태의 2차 전지(100)보다도, 내부 저항이 상승한 2차 전지(100)의 쪽이, 특징점 D에 있어서의 전지 전압의 값(VD)과 특징점 E에 있어서의 전지 전압의 값(VE)의 차분값(ΔV)이 커지는 것을 알 수 있다.Comparing ΔV1 and ΔV2, it can be seen that ΔV2> ΔV1. That is, the value of the battery voltage at the feature point D and the value of the battery voltage at the feature point E are higher than those of the
이와 같이 하여, 열화 시험을 행한 각 2차 전지(100) 및 접속 불량의 2차 전지(100)에 대해, 특징점 D에 있어서의 전지 전압의 값(VD)과 특징점 E에 있어서의 전지 전압의 값(VE)의 차분값(ΔV)을 산출하였다. 이 결과를, 내부 저항(mAh)과 ΔV의 관계를 나타내는 그래프로서, 도 21에 나타낸다. 또한, 도 21에서는, 초기 상태의 2차 전지(100)를 ◆, 내부 저항이 상승한 2차 전지(100)[열화 시험을 행한 2차 전지(100)로부터 선택한 5개의 2차 전지(100)]를 ○, 접속 불량의 2차 전지(100)를 △로 나타내고 있다.In this manner, the values VD of the battery voltage at the feature point D and the values of the battery voltage at the feature point E for each of the
도 21로부터, 2차 전지(100)의 내부 저항이 커짐에 따라서, 특징점 D에 있어서의 전지 전압의 값(VD)과 특징점 E에 있어서의 전지 전압의 값(VE)의 차분값(ΔV)이 커져 가는 것을 알 수 있다. 또한, 접속 불량의 2차 전지(100)에서는, 차분값(ΔV)이 극단적으로 커지는 것을 알 수 있다.21, as the internal resistance of the
본 제4 실시예에서는, 이러한 특성을 이용하여, V-dV/dQ 곡선에 있어서의 차분값(ΔV)에 기초하여, 2차 전지(100)의 내부 저항의 상승 및 접속 불량을 검지한다.In the fourth embodiment, using this characteristic, the rise of the internal resistance of the
본 제4 실시예의 2차 전지 시스템은, 제1 실시예의 2차 전지 시스템(6)과 비교하여, 전지 컨트롤러만이 다르고, 그 밖에 대해서는 동일하다. 따라서, 여기서는, 제1 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하고, 동일한 점에 대해서는 설명을 생략 또는 간략화한다.Compared with the
본 제4 실시예의 2차 전지 시스템(36)은, 도 22에 나타내는 바와 같이, 복수의 2차 전지(100)(단전지)를 서로 전기적으로 직렬로 접속한 조전지(10)와, 전압 검지 수단(40)과, 전류 검지 수단(50)과, 전지 컨트롤러(230)를 구비하고 있다. 전지 컨트롤러(230)는, ROM(231), CPU(232), RAM(233) 등을 갖고 있다.As shown in FIG. 22, the
전지 컨트롤러(230)는, 제1 실시예의 전지 컨트롤러(30)와 마찬가지로, 소정 시간(T)마다 전류 적산에 의해 각 2차 전지(100)의 축전량(Q)을 추정한다. 또한, 전지 컨트롤러(230)는 전류 적산과 동기시켜, 소정 시간(T)마다 전압 검지 수단(40)에 의해 검지된 각 2차 전지(100)의 전지 전압(V)을 취득한다. 또한, 전지 컨트롤러(230)는 제1 실시예의 전지 컨트롤러(30)와 마찬가지로, 소정 시간(T)마다의 dV/dQ의 값을 산출한다.Like the
또한, 전지 컨트롤러(230)의 ROM(231)에는, 미리 초기 상태의 2차 전지(100)에 대해 취득한, 전지 전압(V)의 값과 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 V-dV/dQ 곡선(L)(도 26 참조)을 기억시켜 둔다. 또한, V-dV/dQ 곡선(L) 상의 특징점 D에 있어서의 전지 전압(V)의 값[기준 전압값(VKD)으로 함]과, 특징점 E에 있어서의 전지 전압(V)의 값[기준 전압값(VKE)으로 함]의 차분값(ΔV)[기준 차분값(ΔVK)으로 함]을, ROM(231)에 기억시켜 둔다.In addition, in the
또한, 전지 컨트롤러(230)는, 소정 시간(T)마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 실시간으로 V-dV/dQ 곡선을 그리고, 이 V-dV/dQ 곡선과, ROM(231)에 기억되어 있는 V-dV/dQ 곡선(L)(도 26 참조)의 대비(패턴 매칭)에 의해, 2차 전지(100)가, V-dV/dQ 곡선 상의 특징점 D 또는 E에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다.In addition, the
예를 들어, 특징점 D에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단한 경우는, 특징점 D에 도달하였을 때에 전압 검지 수단(40)에 의해 검지된 2차 전지(100)의 전지 전압[실측 전압값(VSD)으로 함]을 기억한다. 또한, 특징점 E에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단한 경우도, 특징점 E에 도달하였을 때에 전압 검지 수단(40)에 의해 검지된 2차 전지(100)의 전지 전압[실측 전압값(VSE)으로 함]을 기억한다. 그리고 실측 전압값(VSE)으로부터 실측 전압값(VSD)을 뺀 차분값(ΔV)[실측 차분값(ΔVS)=VSE?VSD로 함]을 산출한다.For example, when it is determined that the state corresponding to the feature point D has been reached, the battery voltage (actual voltage value VSD) of the
또한, 전지 컨트롤러(230)는 산출한 실측 차분값(ΔVS)과 기준 차분값(ΔVK)을 대비한다. 실측 차분값(ΔVS)이 기준 차분값(ΔVK)보다도 큰 경우에는, 2차 전지(100)의 내부 저항이 상승하고 있다고 판단한다. 특히, 실측 차분값(ΔVS)이 기준 차분값(ΔVK)의 3배보다 큰 경우에는, 2차 전지(100)의 접속 불량이 발생되어 있다고 판단한다. 이 경우, 전지 컨트롤러(230)는 2차 전지(100)의 접속 불량이 발생되어 있다는 취지의 신호를 출력하여, 2차 전지(100)의 접속 확인을 재촉한다.In addition, the
또한, 본 제4 실시예에서는, 전지 컨트롤러(230)가, dV/dQ 산출 수단, 축전량 추정 수단, 열화 검지 수단(저항 상승 검지 수단) 및 이상 검지 수단(접속 불량 검지 수단)에 상당한다.In the fourth embodiment, the
다음에, 본 제4 실시예에 관한 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 상태 검지 방법에 대해 설명한다. 또한, 여기서는 2차 전지(100)를 충전할 때를 예로 하여 설명한다. 또한, 스텝 S1 내지 S6에 대해서는, 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.Next, the state detection method of the
도 23에 나타내는 바와 같이, 스텝 S1 내지 S6의 처리를 행한 후, 스텝 U7로 진행하여, 각 2차 전지(100)에 대해 상태 검지를 행한다. 도 24에 나타내는 서브 루틴으로 진행하여, 우선 스텝 U71에 있어서, 각 2차 전지(100)에 대해 V-dV/dQ 곡선 상의 특징점 D에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다. 구체적으로는, 전지 컨트롤러(230)에 의해, 소정 시간(T)마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 실시간으로 V-dV/dQ 곡선을 그리고, 이 V-dV/dQ 곡선과, ROM(231)에 기억되어 있는 V-dV/dQ 곡선(L)(도 26 참조)의 대비(패턴 매칭)에 의해, 2차 전지(100)가, V-dV/dQ 곡선 상의 특징점 D에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다.As shown in FIG. 23, after performing the process of step S1-S6, it progresses to step U7 and the state detection is performed with respect to each
특징점 D에 도달되어 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 도 23에 나타내는 메인 루틴으로 복귀되어, 다시 스텝 S2 내지 U7의 처리를 행한다.When it is determined that the feature point D has not been reached (“No”), the process returns to the main routine shown in FIG. 23, and the processes of steps S2 to U7 are performed again.
한편, 특징점 D에 도달하였다고("예") 판정되면, 스텝 U72로 진행하여, 특징점 D에 도달하였을 때에 전압 검지 수단(40)에 의해 검지된 각 2차 전지(100)의 전지 전압값[실측 전압값(VSD)]을 기억한다.On the other hand, if it is determined that the feature point D has been reached (YES), the process proceeds to step U72 where the battery voltage value of each
다음에, 스텝 U73으로 진행하여, 각 2차 전지(100)에 대해 V-dV/dQ 곡선 상의 특징점 E에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다. 구체적으로는, 전지 컨트롤러(230)에 의해 소정 시간(T)마다 산출되는 dV/dQ의 값에 기초하여 실시간으로 V-dV/dQ 곡선을 그리고, 이 V-dV/dQ 곡선과, ROM(231)에 기억되어 있는 V-dV/dQ 곡선(L)(도 26 참조)의 대비(패턴 매칭)에 의해, 2차 전지(100)가, V-dV/dQ 곡선 상의 특징점 E에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단한다.Subsequently, the procedure proceeds to step U73 to determine whether the state corresponding to the feature point E on the V-dV / dQ curve has been reached for each
특징점 E에 도달되어 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 도 23에 나타내는 메인 루틴으로 복귀되고, 다시 스텝 S2 내지 U7의 처리를 행한다.If it is determined that the feature point E has not been reached (“No”), the process returns to the main routine shown in FIG. 23, and the processes of steps S2 to U7 are performed again.
한편, 특징점 E에 도달하였다고("예") 판정되면, 스텝 U74로 진행하여, 특징점 E에 도달하였을 때에 전압 검지 수단(40)에 의해 검지된 각 2차 전지(100)의 전지 전압값[실측 전압값(VSE)]을 기억한다.On the other hand, if it is determined that the feature point E has been reached (YES), the process proceeds to step U74, where the battery voltage value of each
다음에, 스텝 U75로 진행하여, 실측 전압값(VSE)으로부터 실측 전압값(VSD)을 뺀 차분값(ΔV)[실측 차분값(ΔVS)=VSE?VSD]을 산출한다.Subsequently, the procedure proceeds to step U75 to calculate the difference value? V (actual difference value? VS = VSE? VSD) obtained by subtracting the measured voltage value VSD from the measured voltage value VSE.
그 후, 스텝 U76으로 진행하여, 산출된 실측 차분값(ΔVS)과, ROM(231)에 기억되어 있는 기준 차분값(ΔVK)을 대비한다. 구체적으로는, 실측 차분값(ΔVS)을 기준 차분값(ΔVK)으로 나누어, ΔVS/ΔVK의 값을 산출한다.Subsequently, the procedure proceeds to step U76 to compare the calculated actual difference value ΔVS and the reference difference value ΔVK stored in the
계속해서, 스텝 U77로 진행하여, ΔVS/ΔVK>1을 충족시키고 있는지 여부를 판정한다. 즉, 실측 차분값(ΔVS)이 기준 차분값(ΔVK)보다 큰지 여부를 판정한다. ΔVS/ΔVK>1을 충족시키고 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 도 23에 나타내는 메인 루틴으로 복귀되고, 다시 스텝 S2 내지 U7의 처리를 행한다.Subsequently, the process proceeds to step U77 to determine whether or not ΔVS / ΔVK> 1 is satisfied. That is, it is determined whether the measured difference value ΔVS is larger than the reference difference value ΔVK. When it is determined that ΔVS / ΔVK> 1 is not satisfied (“No”), the process returns to the main routine shown in FIG. 23, and the processes of steps S2 to U7 are performed again.
한편, ΔVS/ΔVK>1을 충족시키고 있다고("예") 판정된 경우는, 스텝 U78로 진행하여, ΔVS/ΔVK>3을 충족시키고 있는지 여부를 판정한다. 즉, 실측 차분값(ΔVS)이, 기준 차분값(ΔVK)의 3배보다 큰지 여부를 판정한다.On the other hand, when it determines with (DELTA) VS / (DELTA) VK> 1 (YES), it progresses to step U78 and determines whether it meets (DELTA) VS / (DELTA) VK> 3. That is, it is determined whether the measured difference value ΔVS is greater than three times the reference difference value ΔVK.
스텝 U78에 있어서, ΔVS/ΔVK>3을 충족시키고 있지 않다고("아니오") 판정된 경우는, 스텝 U79로 진행하여, 2차 전지(100)의 내부 저항이 상승하고 있다고 판단한다.When it is determined in step U78 that ΔVS / ΔVK> 3 is not satisfied (“No”), the process proceeds to step U79 to determine that the internal resistance of the
한편, ΔVS/ΔVK>3을 충족시키고 있다고("예") 판정된 경우는, 스텝 U7A로 진행하여, 2차 전지(100)의 접속 불량이 발생되어 있다고 판단한다. 이 경우, 스텝 U7B로 진행하여, 2차 전지(100)의 접속 불량이 발생되어 있다는 취지의 신호를 출력하여, 2차 전지(100)의 접속 확인을 재촉한다.On the other hand, when it determines with (DELTA) VS / (DELTA) VK> 3 (Yes), it progresses to step U7A and it determines with the bad connection of the
계속해서, 도 23에 나타내는 메인 루틴으로 복귀되어, 스텝 S2 내지 U7의 처리를 행한다. 그 후, 스텝 S5에 있어서, 축전량(Q)이 소정의 축전량에 도달하였다고("예") 판정된 경우는, 충전을 종료한다.Subsequently, the process returns to the main routine shown in FIG. 23 to perform the processing of steps S2 to U7. Subsequently, in step S5, when it is determined that the power storage amount Q has reached the predetermined power storage amount (YES), charging is terminated.
이상에 있어서, 본 발명을 제1 내지 제4 실시예에 입각하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 적절하게 변경하여 적용할 수 있는 것은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the 1st-4th Example, this invention is not limited to the said Example, It is possible to change suitably and to apply it in the range which does not deviate from the summary. Of course.
예를 들어, 제3 실시예에서는, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)를 충전할 때를 예로 하여, 2차 전지(100)의 상태 검지 방법에 대해 설명하였다. 그러나 제3 실시예의 상태 검지 방법은, 도 17 및 도 18에 나타내는 루틴의 일부를 변경함으로써, 2차 전지(100)의 방전시에 있어서도 적용할 수 있다.For example, in the third embodiment, the state detection method of the
구체적으로는, 도 17에 나타내는 메인 루틴의 스텝 S1에 있어서 2차 전지(100)의 방전을 개시한 후, 제3 실시예와 마찬가지로, 스텝 S2 내지 S6의 처리를 행한다. 계속해서, 스텝 T7로 진행하여, 도 18에 나타내는 서브 루틴에 있어서, 우선 스텝 T73, T74의 처리를 행한 후, 스텝 T71, T72의 처리를 행한다. 그 후, 제3 실시예와 마찬가지로, 스텝 T75 내지 T7B의 처리를 행함으로써, 2차 전지(100)의 전지 용량의 저하나 이상(내부 미단락)을 적절하게 검출할 수 있다.Specifically, after the discharge of the
또한, 제4 실시예에서도, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)를 충전할 때를 예로 하여, 2차 전지(100)의 상태 검지 방법에 대해 설명하였다. 그러나 제4 실시예의 상태 검지 방법은, 도 23 및 도 24에 나타내는 루틴의 일부를 변경함으로써, 2차 전지(100)의 방전시에 있어서도 적용할 수 있다.In addition, also in the fourth embodiment, the state detection method of the
구체적으로는, 도 23에 나타내는 메인 루틴의 스텝 S1에 있어서 2차 전지(100)의 방전을 개시한 후, 제4 실시예와 마찬가지로 스텝 S2 내지 S6의 처리를 행한다. 계속해서, 스텝 U7로 진행하여, 도 18에 나타내는 서브 루틴에 있어서, 우선 스텝 U73, U74의 처리를 행한 후, 스텝 U71, U72의 처리를 행한다. 그 후, 제4 실시예와 마찬가지로, 스텝 U75 내지 U7B의 처리를 행함으로써, 2차 전지(100)의 내부 저항의 상승이나 접속 불량을 적절하게 검출할 수 있다.Specifically, after the discharge of the
6, 16, 26, 36 : 2차 전지 시스템
10 : 조전지
30, 130, 230 : 전지 컨트롤러(dV/dQ 산출 수단, 축전량 추정 수단, 축전량 보정 수단, 열화 검지 수단, 용량 저하 검지 수단, 저항 상승 검지 수단, 이상 검지 수단, 미단락 검지 수단, 접속 불량 검지 수단)
40 : 전압 검지 수단
50 : 전류 검지 수단
100 : 2차 전지
120 : 정극 단자
130 : 부극 단자
150 : 전극체
153 : 정극 활물질(제2 활물질)
154 : 부극 활물질(제1 활물질)
155 : 정극판(제2 전극판)
156 : 부극판(제1 전극판)
157 : 세퍼레이터6, 16, 26, 36: secondary battery system
10: battery pack
30, 130, 230: Battery controller (dV / dQ calculation means, power storage amount estimating means, power storage amount correcting means, deterioration detecting means, capacity drop detecting means, resistance rise detecting means, abnormality detecting means, non-short detection means, poor connection Detection means)
40: voltage detection means
50: current detection means
100: secondary battery
120: positive electrode terminal
130: negative electrode terminal
150: electrode body
153: positive electrode active material (second active material)
154: negative electrode active material (first active material)
155: positive electrode plate (second electrode plate)
156: negative electrode plate (first electrode plate)
157: Separator
Claims (11)
상기 2차 전지는, 제1 전극판과 제2 전극판과 세퍼레이터를 갖는 전극체를 구비하고,
상기 제1 전극판은, 충방전에 의해 상 변화를 수반하는 제1 활물질을 포함하고,
상기 제2 전극판은, 2상 공존형의 충방전을 행하는 제2 활물질을 포함하고,
상기 2차 전지 시스템은,
상기 2차 전지의 충방전시에, 상기 2차 전지의 축전량(Q)이 변화되었을 때의, 상기 축전량(Q)의 변화량(dQ)에 대한 상기 2차 전지의 전지 전압(V)의 변화량(dV)의 비율인 dV/dQ의 값을 산출하는 dV/dQ 산출 수단을 구비하고,
상기 축전량(Q)의 값과 상기 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점, 또는 상기 전지 전압(V)의 값과 상기 dV/dQ의 값의 관계를 나타내는 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점을 이용하여 상기 2차 전지 시스템의 상태를 검지하고,
상기 제2 활물질은, LiFe(1-X)MXPO4(M은, Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb 중 적어도 어느 하나이며, 0≤X≤0.5)이고,
상기 제1 활물질은 탄소 재료인, 2차 전지 시스템.A secondary battery system having a secondary battery,
The secondary battery includes an electrode body having a first electrode plate, a second electrode plate, and a separator,
The first electrode plate includes a first active material accompanying a phase change by charging and discharging,
The said 2nd electrode plate contains the 2nd active material which charges / discharges of 2-phase coexistence type,
The secondary battery system,
At the time of charging and discharging of the secondary battery, the battery voltage V of the secondary battery with respect to the change amount dQ of the electrical storage amount Q when the electrical storage amount Q of the secondary battery is changed. And dV / dQ calculating means for calculating a value of dV / dQ which is a ratio of the change amount dV,
Characteristic points appearing on a Q-dV / dQ curve representing the relationship between the value of the electric storage amount Q and the value of dV / dQ, or the relationship between the value of the battery voltage V and the value of dV / dQ. The state of the secondary battery system is detected using the feature points appearing on the V-dV / dQ curve,
The second active material is LiFe (1-X) M X PO 4 (M is at least any one of Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb) One, 0≤X≤0.5),
The secondary battery system, wherein the first active material is a carbon material.
상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 및 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 중 적어도 어느 하나에 대해 판단하고,
상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 값, 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값 또는 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값에 기초하여 상기 2차 전지 시스템의 상태를 검지하는, 2차 전지 시스템.The method of claim 1, wherein the secondary battery system,
Based on the value of dV / dQ, whether the secondary battery has reached a state corresponding to a feature point on the Q-dV / dQ curve, and the secondary battery corresponds to a feature point on the V-dV / dQ curve. Determine at least one of whether a state has been reached,
A value of the power storage amount Q at a feature point on the Q-dV / dQ curve, and a power storage amount Q at two specific feature points selected from a plurality of feature points present on the Q-dV / dQ curve. The state of the secondary battery system is detected based on the difference value of the battery voltage (V) at two specific points selected from a plurality of feature points present on the V-dV / dQ curve Secondary battery system.
상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가, 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단과,
상기 추정된 축전량(Q)을 보정하는 축전량 보정 수단을 구비하고,
상기 축전량 보정 수단은,
미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 특징점에 있어서의 축전량(Q)의 값인 특징 기준값으로부터, 상기 판단 수단에 의해 상기 2차 전지가 상기 특징점에 대응하는 상태에 도달하였다고 판단되었을 때에 상기 축전량 추정 수단에 의해 추정된 상기 2차 전지의 축전량(Q)의 값인 특징 추정값을 뺀 차분값에 의해, 상기 추정된 축전량(Q)을 보정하는, 2차 전지 시스템.The power storage amount estimation means for estimating the power storage amount Q of the secondary battery,
Judging means for judging whether or not the secondary battery has reached a state corresponding to a feature point indicated on the Q-dV / dQ curve based on the value of dV / dQ;
Power storage amount correction means for correcting the estimated power storage amount Q,
The power storage correction means,
The electrical storage when the secondary battery has reached the state corresponding to the characteristic point by the determining means from the characteristic reference value which is the value of the electrical storage amount Q at the characteristic point stored in the secondary battery system in advance; The secondary battery system corrects the estimated power storage amount (Q) by a difference value obtained by subtracting a feature estimation value that is a value of the power storage amount (Q) of the secondary battery estimated by the amount estimation means.
상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 및 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 중 적어도 어느 하나에 대해 판단하는 판단 수단을 구비하고,
상기 열화 검지 수단은,
상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값이, 미리 설정한 기준 차분값보다도 작은 경우에, 또는 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값이, 미리 설정한 기준 차분값보다도 큰 경우에, 상기 2차 전지가 열화되어 있다고 판단하는, 2차 전지 시스템.The method of claim 1, further comprising: deterioration detecting means for detecting deterioration of the secondary battery;
Based on the value of dV / dQ, whether the secondary battery has reached a state corresponding to the feature point indicated on the Q-dV / dQ curve and whether the secondary battery appears on the V-dV / dQ curve Determination means for judging at least one of whether a state corresponding to the feature point has been reached,
The deterioration detection means,
The difference value of the electrical storage quantity Q in two specific feature points selected from a plurality of feature points present on the Q-dV / dQ curve determined by the judging means is smaller than the preset reference difference value. In the case, or the difference value of the battery voltage V at two specific feature points selected from a plurality of feature points present on the V-dV / dQ curve determined by the judging means is a preset reference. The secondary battery system which judges that the said secondary battery has deteriorated when it is larger than a difference value.
상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단을 구비하고,
상기 열화 검지 수단은,
상기 2차 전지의 전지 용량의 저하를 검지하는 용량 저하 검지 수단을 포함하고,
상기 용량 저하 검지 수단은,
미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값인 상기 기준 차분값이며, 초기 상태의 상기 2차 전지에 관한 상기 기준 차분값과, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값인 실측 차분값을 대비하여, 상기 실측 차분값이 상기 기준 차분값보다도 작은 경우에, 상기 2차 전지의 전지 용량이 저하되어 있다고 판단하는, 2차 전지 시스템.The method of claim 6, wherein the secondary battery system,
Determination means for determining whether or not the secondary battery has reached a state corresponding to a feature point appearing on the Q-dV / dQ curve based on the value of dV / dQ;
The deterioration detection means,
A capacity decrease detection means for detecting a decrease in battery capacity of the secondary battery;
The capacity drop detection means,
It is the said reference differential value which is the difference value of the said electrical storage quantity Q in the said two characteristic points on the said Q-dV / dQ curve previously memorize | stored in the said secondary battery system, and relates to the said secondary battery of an initial state. The measured difference value is compared with the measured difference value which is the difference value between the reference difference value and the power storage amount Q at the two feature points on the Q-dV / dQ curve determined by the determination means. The secondary battery system which judges that the battery capacity of the said secondary battery is falling when it is smaller than the said reference difference value.
상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단을 구비하고,
상기 열화 검지 수단은,
상기 2차 전지의 내부 저항의 상승을 검지하는 저항 상승 검지 수단을 포함하고,
상기 저항 상승 검지 수단은,
미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값인 기준 차분값이며, 초기 상태의 상기 2차 전지에 관한 상기 기준 차분값과, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값인 실측 차분값을 대비하여, 상기 실측 차분값이 상기 기준 차분값보다도 큰 경우에, 상기 2차 전지의 내부 저항이 상승하고 있다고 판단하는, 2차 전지 시스템.The method of claim 6 or 7, wherein the secondary battery system,
Determination means for determining whether or not the secondary battery has reached a state corresponding to a feature point appearing on the V-dV / dQ curve based on the value of dV / dQ;
The deterioration detection means,
Resistance increase detection means for detecting an increase in internal resistance of the secondary battery;
The resistance rise detection means,
It is a reference difference value which is a difference value of the said battery voltage (V) in the said two characteristic points on the said V-dV / dQ curve previously memorize | stored in the said secondary battery system, The said about the said secondary battery of an initial state The measured difference value is compared with a reference difference value and an actual difference value that is a difference value of the battery voltages V at the two feature points on the V-dV / dQ curve determined by the determination means. The secondary battery system judges that the internal resistance of the said secondary battery is rising when it is larger than a reference difference value.
상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 및 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부 중 적어도 어느 하나에 대해 판단하는 판단 수단을 구비하고,
상기 이상 검지 수단은,
상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값이, 미리 설정한 기준 차분값보다도 작고 또한 소정의 임계값보다도 작은 경우에, 또는 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 존재하는 복수의 특징점으로부터 선택한 특정의 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값이, 미리 설정한 기준 차분값보다도 크고 또한 소정의 임계값보다도 큰 경우에, 상기 2차 전지 시스템이 이상이라고 판단하는, 2차 전지 시스템.The method of claim 1, further comprising: abnormality detecting means for detecting an abnormality of the secondary battery system;
Based on the value of dV / dQ, whether the secondary battery has reached a state corresponding to the feature point indicated on the Q-dV / dQ curve and whether the secondary battery appears on the V-dV / dQ curve Determination means for judging at least one of whether a state corresponding to the feature point has been reached,
The abnormality detection means,
The difference value of the electrical storage quantity Q in two specific feature points selected from a plurality of feature points present on the Q-dV / dQ curve determined by the judging means is smaller than the preset reference difference value. The difference of the battery voltage V at two specific points selected from a plurality of feature points present on the V-dV / dQ curve or smaller than a predetermined threshold value or determined by the determination means. The secondary battery system which judges that the said secondary battery system is abnormal, when a value is larger than predetermined reference difference value and larger than a predetermined threshold value.
상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 Q-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단을 구비하고,
상기 이상 검지 수단은,
상기 2차 전지의 미단락을 검지하는 미단락 검지 수단을 포함하고,
상기 미단락 검지 수단은,
미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값인 상기 기준 차분값이며, 초기 상태의 상기 2차 전지에 관한 상기 기준 차분값과, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 Q-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 축전량(Q)의 차분값인 실측 차분값을 대비하여, 상기 실측 차분값이, 상기 기준 차분값보다도 작고 또한 소정의 임계값보다도 작은 경우에, 상기 2차 전지에 미단락이 발생되어 있다고 판단하는, 2차 전지 시스템.The method of claim 9, wherein the secondary battery system,
Determination means for determining whether or not the secondary battery has reached a state corresponding to a feature point appearing on the Q-dV / dQ curve based on the value of dV / dQ;
The abnormality detection means,
Non-short detection means for detecting a short-circuit of the secondary battery,
The non-short detection means,
It is the said reference differential value which is the difference value of the said electrical storage quantity Q in the said two characteristic points on the said Q-dV / dQ curve previously memorize | stored in the said secondary battery system, and relates to the said secondary battery of an initial state. The measured difference value is compared with the measured difference value which is the difference value between the reference difference value and the power storage amount Q at the two feature points on the Q-dV / dQ curve determined by the determination means. And a secondary battery system for determining that a short circuit has occurred in the secondary battery when smaller than the reference difference value and smaller than a predetermined threshold value.
상기 dV/dQ의 값에 기초하여, 상기 2차 전지가 상기 V-dV/dQ 곡선 상에 나타나는 특징점에 대응하는 상태에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단 수단을 구비하고,
상기 이상 검지 수단은,
상기 2차 전지의 접속 불량을 검지하는 접속 불량 검지 수단을 포함하고,
상기 접속 불량 검지 수단은,
미리 상기 2차 전지 시스템에 기억시켜 둔 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값인 기준 차분값이며, 초기 상태의 상기 2차 전지에 관한 상기 기준 차분값과, 상기 판단 수단에 의해 판단된 상기 V-dV/dQ 곡선 상의 상기 2개의 특징점에 있어서의 상기 전지 전압(V)의 차분값인 실측 차분값을 대비하여, 상기 실측 차분값이, 상기 기준 차분값보다도 크고 또한 소정의 임계값보다도 큰 경우에, 상기 2차 전지의 접속 불량이 발생되어 있다고 판단하는, 2차 전지 시스템.The method of claim 9 or 10, wherein the secondary battery system,
Determination means for determining whether or not the secondary battery has reached a state corresponding to a feature point appearing on the V-dV / dQ curve based on the value of dV / dQ;
The abnormality detection means,
A connection failure detection means for detecting a connection failure of the secondary battery,
The connection failure detection means,
It is a reference difference value which is a difference value of the said battery voltage (V) in the said two characteristic points on the said V-dV / dQ curve previously memorize | stored in the said secondary battery system, The said about the said secondary battery of an initial state The measured difference value is compared with a reference difference value and an actual difference value that is a difference value of the battery voltages V at the two feature points on the V-dV / dQ curve determined by the determination means. The secondary battery system which judges that the connection fault of the said secondary battery has generate | occur | produced when it is larger than the said reference difference value and larger than a predetermined threshold value.
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